EP2376895A1 - Mesureur d'absorption, tel que notamment colorimètre, dans la gamme spectrale visible, infrarouge ou encore ultraviolet, pour l'analyse d'un fluide en transmission - Google Patents

Mesureur d'absorption, tel que notamment colorimètre, dans la gamme spectrale visible, infrarouge ou encore ultraviolet, pour l'analyse d'un fluide en transmission

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EP2376895A1
EP2376895A1 EP09761876A EP09761876A EP2376895A1 EP 2376895 A1 EP2376895 A1 EP 2376895A1 EP 09761876 A EP09761876 A EP 09761876A EP 09761876 A EP09761876 A EP 09761876A EP 2376895 A1 EP2376895 A1 EP 2376895A1
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EP
European Patent Office
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fluid
signals
sources
radiation
source
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09761876A
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German (de)
English (en)
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Gonzague Dewailly
Jean Ringot
Francisco Lopez Gejo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Callebaut De Blicquy
Optical System and Research for Industry and Science OSYRIS SA
Original Assignee
Callebaut De Blicquy
Optical System and Research for Industry and Science OSYRIS SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Callebaut De Blicquy, Optical System and Research for Industry and Science OSYRIS SA filed Critical Callebaut De Blicquy
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Definitions

  • TITLE Absorption meter, such as in particular colorimeter, in the visible spectral range, infrared or ultraviolet, for the analysis of a fluid in transmission.
  • the invention relates to an absorption meter, such as in particular colorimeter, in the visible spectral range, infrared or ultraviolet, for the analysis of a fluid in transmission.
  • an absorption meter such as in particular colorimeter, in the visible spectral range, infrared or ultraviolet, for the analysis of a fluid in transmission.
  • the invention also relates to an absorption measurement method in the visible spectral range, infrared or ultraviolet, for the analysis of a fluid in transmission, namely a liquid or a gas.
  • the object of the invention is to perform spectrum measurements on a fluid in order to determine the color or to determine the concentration of a chemical entity in solution or transported by the medium.
  • the absorption meter is the set of radiation measurements needed to uniquely determine this magnetism. These radiations are mainly in the visible spectral range but can also be found on the infrared and ultraviolet bands.
  • Optical transmission measurements allow the determination of the concentration of a substance in a fluid.
  • concentration the concentration of a substance in a fluid.
  • ⁇ the concentration of a substance in a fluid.
  • I 1 the amount of light transmitted
  • C concentration of an entity in a fluid. This ratio depends, among other things, on the incident light intensity (I 0 ), the length of fluid traversed (L) and the absorption coefficient ( ⁇ ).
  • I 0 incident light intensity
  • L the length of fluid traversed
  • ⁇ absorption coefficient
  • the observation on several wavelengths may be necessary to unambiguously determine the different concentrations.
  • a widespread solution consists in providing a measurement cell, whose length L traversed by the radiation is variable.
  • the length of the cell is reduced in the case of a solution opaque to radiation, or on the contrary, this length is increased in the case of a clearer solution.
  • this solution introduces a measurement uncertainty related to the use of mechanical elements that are difficult to control. It should also be noted that this uncertainty on the length (L) is amplified in the Beer-Lambert-Bouguer law for the calculation of the concentration, because of its exponential factor.
  • document WO-2004/039253 discloses a spectrum measuring device whose measurement chamber is of variable length.
  • a second problem is related to the fluctuation of the intensity transmitted, not related to the variation of concentration. This fluctuation may be misinterpreted by the detection system that strictly applies the law of Beer-Lambert-Bouguer.
  • colorimeters based on the principle of transmission absorption measurement are known. These colorimeters have a particular application for measuring the color of the dyebaths. They have a cell whose length traversed by the radiation can be adjusted according to the opacity of the fluid to be analyzed.
  • Document EP-0.822.977 discloses a device for real-time determination of the heating value of a natural gas by optical means.
  • the method implemented consists in particular in performing an in situ and real-time absorption measurement over three measurement bands defining ranges of different wavelengths.
  • This document also discloses a device suitable for carrying out the method which is an absorption meter.
  • This absorption meter comprises a measuring cell for the gas, four radiation sources consisting of four diodes, a transmission detector constituted by a photodiode for measuring the intensity of the radiation transmitted by the fluid.
  • the total emission of the four diodes is distributed on two channels, upstream of the measuring cell, namely:
  • a measuring channel receiving 90% of the energy to emit a light beam towards the measuring cell
  • a control channel receiving 10% of the energy, which remains available to process the proper functioning of the light sources in the mode self-test and during maintenance operations.
  • Document US-2003/0048449 discloses a method for measuring the optical properties of a sample comprising the steps of: illuminating the sample with modulated light, detecting the light emitted by the sample, filtering the detected light so as to to differentiate modulated light and non-demodulated light. More particularly, this document discusses synchronous detection in the case where the light sources are constituted by light-emitting diodes.
  • a device suitable for implementing the method comprises means for generating a first beam and a second beam of light to wastewater, means for detecting and measuring fluorescent emissions stimulated by the first beam, and means for detecting and measuring the light scattered by the wastewater.
  • Document EP-0,226,822 discloses a device for measuring the level of glucose in the blood, by means of an absorption measurement through the lobe of the ear of a patient.
  • the light source is a broadband source followed by choppers having their own frequency, as well as filters in parallel to obtain three light channels of different wavelength ranges.
  • the purpose of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a transmission absorption meter to minimize the absolute error of the measurements in order to make them exploitable industrially as absolute measurements.
  • the object of the invention is to provide an absorption meter whose performance is not affected by a variation in the intensity of the source or spectral drift of the source during the transmission measurements.
  • Another object of the invention is to provide an absorption meter whose implementation cost is particularly low. Another object of the invention is to provide an absorption meter for having an extremely large dynamic, a very clear sample to a very opaque fluid.
  • the invention relates to an absorption meter, in the visible spectral range and / or infrared and / or ultraviolet, for the analysis of a fluid in transmission, comprising:
  • a measuring cell for the fluid at least one source of electromagnetic radiation arranged to emit a beam of radiation through the cell of measured,
  • said absorption meter comprises: a) at least two channels from as many sources of electromagnetic radiation, hereinafter referred to as k channels and k sources, b) an integrator for mixing the different radiations of said channels and for making them follow the same optical path through said measuring cell, c) a sensor, said source, for measuring the intensity of said electromagnetic radiation before interaction with the fluid, emitting a detection signal, said source, d) modulator means for modulating the intensity of said k sources using as many carrier signals, hereinafter referred to as k carrier signals, e) demodulator means for demodulating the detection signals of said sensors, namely at least said source sensor and said sensor transmission aids, using said k carrier signals, the modulator means and the demodulator means cooperating mutually to ensure, on the one hand, a synchronous detection between said k sources of electromagnetic radiation and said sensors, namely at least said sensor source and said
  • the invention also relates to an absorption measurement method, in the visible spectral range and / or infrared and / or ultraviolet, for the analysis of a fluid in transmission with a fluid sample, the length of which passes through the beam radiation is constant, said method comprising the following steps:
  • electromagnetic radiation is emitted towards the sample from k sources of electromagnetic radiation; the intensity of the radiation of said radiation sources is modulated by means of k carrier signals in order to obtain a multiplexing of said radiations; said carrier signals being of frequencies substantially greater than the frequencies of the disturbances of the electronics,
  • the radiation of said k radiation sources is mixed and is followed by the same optical path through the fluid sample
  • the signals emitted by said radiation sources, before interaction with the fluid are detected in order to obtain a source detection signal; the signals of said k radiation sources are detected after transmission by the sample so as to obtain a source detection signal; obtain a transmission detection signal,
  • said source detection signal is demodulated by means of the carrier signals in order to obtain demodulated source signals; said transmission detection signal is demodulated by means of the carrier signals in order to obtain signals; demodulated transmission,
  • a spectral information relating to the fluid sample is calculated as a function of at least said demodulated source signals and said demodulated transmission signals.
  • Source detection signal means a signal to obtain a reference or a calibration of the intensity actually emitted by the k sources.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the parameters relating to the Beert-Lambert-Bouguer law
  • FIG. 2 is a schematic view of an absorption meter according to the invention according to one embodiment
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating in more detail the method implemented in the absorption meter of FIG. 2.
  • the invention relates to an absorption meter 1 for the analysis of a fluid in transmission. All of the radiation measurements are mainly in the visible spectral range, but can also be in the infrared and ultraviolet bands.
  • the absorption meter 1 comprises:
  • At least one electromagnetic radiation source 4 arranged to emit a radiation beam through the measurement cell; a transmission sensor 5 for measuring the intensity of the radiation of said sources transmitted by the fluid; emitting a detection signal, said transmission.
  • the absorption meter 1 comprises: a) at least two channels 6 coming from as many sources 4- ⁇ ,
  • electromagnetic radiation hereinafter referred to as k channels and k sources
  • an integrator 7 for mixing the different radiations of the different channels 6 and for them to follow a same optical path through said measuring cell 3
  • a sensor 8 referred to as a source, for the measurement of the intensity said electromagnetic radiation emitted by said k sources, before interaction with the fluid, emitting a detection signal, said source
  • a sensor 9, said diffusion for measuring the intensity of the electromagnetic radiation of said k sources, broadcast by the fluid, emitting a so-called diffusion detection signal
  • modulator means 10 for modulating the intensity of said k sources with the aid of as many carrier signals, hereinafter referred to as k carrier signals
  • f) means demodulators 11 for demodulating the detection signals 12, 13, 14 of said sensors, namely said source sensor 8, said diffusion sensor 9 and said transmission sensor 5, using said k carrier signals.
  • the modulator means 10 and the demodulator means 11 mutually cooperate to ensure, on the one hand, a synchronous detection between said k sources 4 ⁇ , 4 2 ... of electromagnetic radiation and said sensors, namely , according to this embodiment, said source sensor 8, said diffusion sensor 9 and said transmission sensor 5, in order to filter the surrounding noise and said electronic disturbances.
  • said modulator and demodulator means 11 cooperate to multiplex said signals emitted by said electromagnetic radiation sources and then demultiplex them during the demodulation of said detection signals 12, 13, 14 of said sensors. 5, 8, 9, in order to obtain, for each of said sensors, k demodulated signals relating respectively to the sources 4i, 4 2 of electromagnetic radiation.
  • the diffusion sensor is not essential to the invention, since it is not relevant for all the absorption measurements.
  • the absorption meter is devoid of it. The demodulation is thus done only on the signals of the source sensor 8 and those of the transmission sensor 5.
  • the invention arose from the finding by the inventors that the fluctuation of electromagnetic radiation sources, or the spectral drift of the sources are a cause of errors, during the transmission measurements.
  • the source sensor 8 is a sensor that allows the measurement of said radiation emitted by the sources during the transmission measurements, during the same acquisition period. The acquisition of the detection signal emitted by the source sensor 8, the acquisition of the detection signal emitted by the transmission sensor 5, or even, if appropriate, the acquisition of the detection signal emitted by the diffusion sensor 9 are therefore concurrent.
  • k denotes an integer greater than or equal to two.
  • the number of k channels and k sources depends on the application. For example, in the figures, there is shown an absorption meter making measurements on three channels from three sources.
  • the sources k- ⁇ , k 2 ... of electromagnetic radiation may be monochromatic, and therefore for example be lasers, or may be quasi-monochromatic, such as for example light-emitting diodes.
  • the k sources k- ⁇ , k 2 ... of electromagnetic radiation may be constituted by a broadband source, such as in particular an incandescent source, filtered in parallel by k filters.
  • each of the k filters makes it possible, after filtering, and for each channel, to obtain radiation corresponding to a wavelength.
  • the incandescent source may in particular be of the halogen type.
  • the modulator means 10, and / or the demodulator means 11, may be of an electronic nature, namely constituted by signal generators, microcontrollers and other signal processing electronics or else of a mechanical nature such as a chopper.
  • Multiplexing means an operation, known per se, which consists in combining in a single composite signal (signal in the integrator) several signals coming from different sources (the k sources), in order to be able to transmit them simultaneously on a single communication channel.
  • Demultiplexing then makes it possible to recognize each signal its own origin. This is achieved by assigning a natural frequency within a frequency band (frequency multiplexing), or by reserving a transmission time interval (time division multiplexing).
  • the modulator means 10 can provide time multiplexing or frequency multiplexing.
  • frequency multiplexing it may be in particular, but not necessarily, incommensurable frequency multiplexing.
  • the length L of the cell traversed by the radiation beam may be constant, intended not to vary regardless of the opacity of the fluid to be analyzed.
  • the absorption meter may have means for adjusting the power supply of said k sources ki, k 2 ... of electromagnetic radiation according to the opacity of the fluid to be analyzed.
  • the absorption meter processor automatically adjusts the power of the radiation until the light radiation transmitted by the fluid is in sufficient quantity to be measurable by the transmission sensor.
  • the absorption meter may comprise several measurement cells, of fixed lengths. but different.
  • the k sources and the sensors in particular transmission, source, and, if appropriate, diffusion can be common to all the cells.
  • Channels specific to each cell of measurement, in particular optical fibers, can make it possible to connect the k sources and the sensors to the measurement cell concerned.
  • each cell has its own k electromagnetic radiation sources and its own transmission, source, and, where appropriate, diffusion sensors.
  • the absorption meter may have motor means for circulating the fluid in the measuring cell 3. It It will act in particular a pump for circulating the fluid loop through the measuring cell.
  • the fluid 2 may have a spectral signature in the spectral band of said absorption meter, the latter having a processor and means for processing: the k demodulated signals of the source sensor 8,
  • This information relating to the spectral signature may be a concentration of a constituent or chemical entity in the fluid, in particular obtained by the Beer-Lambert-Bouguer law.
  • the absorption meter may simply be a colorimeter.
  • the invention also relates to a process that can be implemented in particular in the absorption meter according to the invention.
  • the invention thus relates to a method of measuring absorption, in the visible spectral range and / or infrared or ultraviolet for the analysis of a fluid in transmission with a fluid sample whose length traversed by the beam of radiation is constant .
  • said method comprises the following steps:
  • electromagnetic radiation is emitted in the direction of the sample from k sources 4i, 42 ... of electromagnetic radiation
  • the intensity of the radiations of the said radiation sources 4 1 , A 2 is modulated by means of k carrier signals in order to obtain a multiplexing of the said radiations, the said carrier signals being of frequencies substantially greater than the frequencies of the perturbations of the radiation; 'electronic,
  • the radiation of said radiation sources is mixed and is followed by the same optical path through the fluid sample, the signals emitted by said radiation sources are detected before interaction with the fluid, in order to obtain a source detection signal 13,
  • the signals of said k radiation sources are detected, after diffusion by the fluid, in order to obtain a diffusion detection signal 14,
  • the signals of said k radiation sources are detected after transmission by the sample in order to obtain a transmission detection signal 12,
  • said source detection signal 13 is demodulated with the aid of the carrier signals in order to obtain demodulated source signals
  • said broadcast detection signal 14 is demodulated using the carrier signals in order to obtain demodulated broadcasting signals
  • said transmission detection signal 12 is demodulated by means of the carrier signals in order to obtain demodulated transmission signals
  • a spectral information relating to the sample is calculated fluid according to said demodulated source signals, said demodulated broadcast signals and said demodulated transmission signals.
  • the step of detecting the signals of said k radiation sources, after diffusion by the fluid, in order to obtain a diffusion detection signal 14, is not essential for all the absorption measurements in order to 'get the desired performance.
  • the method according to the invention is therefore a method in which the detection of the signals emitted by the k radiation sources, before interaction with the fluid, is carried out during the detection of the signals of said k radiation sources after transmission, during the same acquisition period, or even, if appropriate, simultaneously with the detection of said k radiation sources, after diffusion by the fluid. This ensures that a fluctuation of the intensity of said sources, or drifts of said k radiation sources does not affect the calculated spectral information relating to the sample.
  • the method is devoid of this detection step as well as the signal demodulation step 14.
  • the step of calculating the spectral information is therefore done only on said k demodulated source signals and said cases demodulated transmission signals.
  • the frequency of the carrier signals is substantially greater than the frequencies of the disturbances of the electronics, and for example greater than 50 hertz of the electrical network.
  • the frequencies of the carrier signals may be greater than 300 Hz.
  • the multiplexing may be a time multiplexing or a frequency multiplexing particularly incommensurable.
  • the length of the fluid sample traversed by the radiation beam can be constant, regardless of the opacity of the fluid to be analyzed.
  • it adjusts (increases) the power supply of said k sources of electromagnetic radiation as a function of the opacity of the fluid to analyze in such a way that the transmitted radiation is in sufficient quantity to be measured.
  • the k sources 4- ⁇ , 4 2 ... of electromagnetic radiation can be monochromatic such as lasers or quasi-monochromatic such as light-emitting diodes.
  • the k electromagnetic radiation sources may be constituted by a broadband source, such as an incandescent source (halogen, filtered in parallel by k filters).
  • a broadband source such as an incandescent source (halogen, filtered in parallel by k filters).
  • the method according to the invention can allow the measurement of color or the measurement of the concentration of a constituent or chemical entity in the fluid to be analyzed by application of the Beert-Lamber-Bouguer law.
  • the invention will find particular application in all fields of industry where there is a need to measure the concentration of a chemical entity in a fluid, or a need to measure colors.
  • the method and the absorption meter according to the invention may allow, for example, the measurement of color or pollutants, particularly in the context of the control of the application of a rejection standard.

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Abstract

L'invention concerne un mesureur d'absorption (1) dans la gamme spectrale visible et/ou infrarouge et/ou ultraviolet pour l'analyse d'un fluide (2) en transmission, comprenant : une cellule de mesure (3) pour le fluide, au moins une source (4) de rayonnement électromagnétique agencé pour émettre un faisceau de rayonnement au travers de la cellule de mesure, un capteur (5) dit de transmission pour la mesure de l'intensité du rayonnement transmis par le fluide. Selon l'invention, le mesureur d'absorption comprend au moins deux canaux issus d'autant de sources de rayonnement électromagnétique, un intégrateur de lumière permettant le mélange des rayonnements issus des différents canaux, un modulateur de sources appliquant une technique de détection synchrone et de multiplexage, ainsi que des moyens pour la mesure de l'intensité incidente et l'intensité diffusée en plus de l'intensité transmise. L'invention concernera également un procédé de mesure de spectre, notamment mis en oevre dans le mesureur d'absorption conforme à l'invention.

Description

TITRE : Mesureur d'absorption, tel que notamment colorimètre, dans la gamme spectrale visible, infrarouge ou encore ultraviolet, pour l'analyse d'un fluide en transmission.
L'invention est relative à un mesureur d'absorption, tel que notamment colorimètre, dans la gamme spectrale visible, infrarouge ou encore ultraviolet, pour l'analyse d'un fluide en transmission.
L'invention concerne également un procédé de mesure d'absorption dans la gamme spectrale visible, infrarouge ou encore ultraviolet, pour l'analyse d'un fluide en transmission, à savoir un liquide ou un gaz.
L'objet de l'invention est de réaliser des mesures de spectre sur un fluide afin d'en déterminer la couleur ou encore afin de déterminer la concentration d'une entité chimique en solution ou transportée par le milieu.
Le mesureur d'absorption vise l'ensemble des mesures de radiations nécessaires pour déterminer de façon univoque cette magnétude. Ces radiations se trouvent principalement dans la gamme spectrale visible mais peuvent également retrouver sur les bandes infrarouge et ultraviolet.
Les mesures optiques de transmission permettent la détermination de la concentration d'une substance dans un fluide. Pour une longueur d'onde λ donnée, la loi de Beer-Lambert-Bouguer établit le rapport empirique entre la quantité de lumière transmise (I1) et la concentration (C) d'une entité dans un fluide. Ce rapport dépend, entre autres, de l'intensité de lumière incidente (I0), de la longueur de fluide traversée (L) et du coefficient d'absorption (α). L'équation de Beer-Lambert-Bouguer s'écrit :
/' {λ, L) = I0 X e~a-L-c
Cette équation peut être, en outre, généralisée pour tenir compte de l'absorption due à la présence de plusieurs substances :
/'(Λ,Z) = /o xe '
Dans ce cas, l'observation sur plusieurs longueurs d'ondes peut être nécessaire afin de déterminer de façon univoque les différentes concentrations.
Dans la pratique, la mise en œuvre d'un dispositif de mesure de spectre basé sur cette loi pose plusieurs problèmes. Premièrement, il est difficile de concevoir des capteurs capables de suivre Ia dynamique de la solution, dans les cas où la quantité de lumière transmise varie de presque 0 % jusqu'à presque 100 %.
Pour répondre à ce problème, une solution répandue consiste à prévoir une cellule de mesure, dont la longueur L traversée par le rayonnement est variable. Le paramètre de longueur (L), variable dans la loi de Beer-Lambert-Bouguer, permet donc par sa modification de compenser la grande dynamique de la solution. On diminue la longueur de la cellule dans le cas d'une solution opaque aux rayonnements, ou au contraire, on augmente cette longueur dans le cas d'une solution plus claire. Toutefois, cette solution introduit une incertitude de mesure liée à l'utilisation d'éléments mécaniques difficiles à maîtriser. Il est d'ailleurs à noter que cette incertitude sur la longueur (L) est amplifiée dans la loi de Beer- Lambert-Bouguer pour le calcul de la concentration, à cause de son facteur exponentiel. On connaît par exemple du document WO-2004/039253 un dispositif de mesure de spectre dont la chambre de mesure est de longueur variable.
Un deuxième problème est lié à la fluctuation de l'intensité transmise, non liée à la variation de concentration. Cette fluctuation risque d'être mal interprétée par le système de détection qui applique strictement la loi de Beer-Lambert-Bouguer.
Ces fluctuations de l'intensité transmise peuvent avoir plusieurs origines, et notamment telle que l'ont constaté les inventeurs :
- une variation de l'intensité de la source, ou dérives de la gamme spectrale de la source, due, par exemple, au vieillissement des sources, ou encore à un changement de la température,
- la présence temporelle ou permanente, d'éléments en suspension dans Ie fluide, provoquant la diffusion de la lumière.
Ces deux derniers phénomènes peuvent de plus, affecter de façon indépendante les différents canaux monochromatiques physiquement différenciés d'un mesureur d'absorption en transmission. Enfin, un troisième problème dans la mesure spectrale réside dans la présence de bruits parasites, notamment dus aux perturbations de l'électronique et de l'environnement ambiant.
Les systèmes actuels nécessitant par ailleurs une mise en oeuvre relativement complexe et coûteuse ainsi qu'une maintenance conséquente.
Toutes ces raisons font que, bien souvent, un colorimètre en transmission ne permet pas d'obtenir des mesures reproductibles, ou à tout le moins, ne permet pas de minimiser l'erreur absolue des mesures pour les rendre exploitables comme valeurs absolus, notamment dans un contexte industriel.
Par exemple, dans le domaine textile, il est connu des colorimètres reposant sur le principe de la mesure d'absorption en transmission. Ces colorimètres trouvent une application particulière pour la mesure de la couleur des bains de teinture. Ils présentent une cellule dont la longueur traversée par le rayonnement peut être ajustée en fonction de l'opacité du fluide à analyser.
Toutefois, les mesures obtenues par ces colorimètres sont d'une reproductibilité trop faible pour pouvoir être exploitées industriellement, notamment, pour le dosage des différents colorants dans les bains de teinture. Encore aujourd'hui, ces dosages répondent uniquement à de simples recettes.
On connaît du document EP-0.822.977 un dispositif de détermination en temps réel du pouvoir calorifique d'un gaz naturel par voie optique.
Le procédé mis en œuvre consiste notamment à effectuer une mesure d'absorption in situ et en temps réel sur trois bandes de mesure définissant des plages de longueurs d'ondes différentes. Ce document divulgue également un dispositif convenant pour la mise en œuvre du procédé qui est un mesureur d'absorption. Ce mesureur d'absorption comprend une cellule de mesure pour le gaz, quatre sources de rayonnement, constituées par quatre diodes, un détecteur de transmission constitué par une photodiode pour la mesure de l'intensité du rayonnement transmis par le fluide.
L'émission totale des quatre diodes est répartie sur deux voies, en amont de la cellule de mesure, à savoir :
- une voie de mesure recevant 90 % de l'énergie pour émettre un faisceau lumineux vers la cellule de mesure, - une voie de contrôle, recevant 10 % de l'énergie, qui reste disponible pour traiter le bon fonctionnement des sources lumineuses en mode autotest et lors d'opérations de maintenance.
Dans ce document EP-0.822.977, lors des mesures, l'émission de chacune des quatre diodes est modulée avec une fréquence qui lui est propre. Le signal émis par le détecteur de transmission, somme de quatre composantes modulées aux quatre fréquences différentes et démodulée par filtrage du signal aux quatre fréquences de modulation.
Toutefois, dans ce document, une fluctuation de l'intensité émise par les diodes lumineuses pendant les mesures de transmission se traduira par une erreur dans le calcul des valeurs d'absorption.
On connaît du document US-2003/0048449 un procédé pour la mesure des propriétés optiques d'un échantillon comprenant les étapes suivantes : illuminer l'échantillon avec de la lumière modulée, détecter la lumière émise par l'échantillon, filtrer la lumière détectée afin de différencier la lumière modulée et la lumière non démodulée. Plus particulièrement, ce document aborde la détection synchrone dans le cas où les sources lumineuses sont constituées par des diodes luminescentes.
On connaît du document US-5.489.977 un procédé pour le contrôle de la concentration de matériaux solides et fluorescents dans les eaux usées. Un dispositif convenant pour la mise en œuvre du procédé comprend des moyens pour générer un premier faisceau et un second faisceau de lumière vers les eaux usées, des moyens pour détecter et mesurer les émissions fluorescentes stimulées par le premier faisceau, et des moyens pour détecter et mesurer la lumière diffusée par les eaux usées.
On connaît du document EP-0.226.822 un dispositif pour la mesure du taux de glucose dans le sang, au moyen d'une mesure d'absorption au travers du lobe de l'oreille d'un patient. La source de lumière est une source à large bande suivie de hacheurs ayant leur propre fréquence, ainsi que des filtres en parallèle permettant d'obtenir trois canaux lumineux, de plages de longueurs d'ondes différentes. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un mesureur d'absorption en transmission permettant de minimiser l'erreur absolue des mesures afin de les rendre exploitables industriellement comme mesures absolues.
Plus particulièrement, le but de l'invention est de proposer un mesureur d'absorption dont les performances ne sont pas affectées par une variation de l'intensité de la source ou dérive spectrale de la source pendant les mesures de transmission.
Un autre but de l'invention est de proposer un mesureur d'absorption dont le coût de mise en œuvre est particulièrement bas. Un autre but de l'invention est de proposer un mesureur d'absorption permettant d'avoir une dynamique extrêmement grande, d'un échantillon très clair à un fluide très opaque.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.
A cet effet, l'invention concerne un mesureur d'absorption, dans la gamme spectrale visible et/ou infrarouge et/ou ultraviolet, pour l'analyse d'un fluide en transmission, comprenant :
- une cellule de mesure pour le fluide, - au moins une source de rayonnement électromagnétique agencée pour émettre un faisceau de rayonnement au travers de la cellule de mesure,
- un capteur, dit de transmission, pour la mesure de l'intensité du rayonnement transmis par le fluide, émettant un signal de détection, dit de transmission Selon l'invention, ledit mesureur d'absorption comprend : a) au moins deux canaux issus d'autant de sources de rayonnement électromagnétique, ci-après dénommés k canaux et k sources, b) un intégrateur permettant de mélanger les différents rayonnements desdits canaux et de leur faire suivre un même chemin optique au travers de ladite cellule de mesure, c) un capteur, dit de source, pour la mesure de l'intensité dudit rayonnement électromagnétique avant interaction avec le fluide, émettant un signal de détection, dit de source, d) des moyens modulateurs pour moduler l'intensité desdites k sources à l'aide d'autant de signaux porteurs, ci-après dénommés k signaux porteurs, e) des moyens démodulateurs pour démoduler les signaux de détection desdits capteurs, à savoir au moins ledit capteur de source et ledit capteur de transmission, à l'aide desdits k signaux porteurs, les moyens modulateurs et les moyens démodulateurs coopérant mutuellement pour assurer, d'une part, une détection synchrone entre lesdites k sources de rayonnement électromagnétique et lesdits capteurs, à savoir au moins ledit capteur de source et ledit capteur de transmission, afin de filtrer le bruit environnant et les perturbations électroniques, et d'autre part, un multiplexage des signaux émis par lesdits k sources de rayonnement électromagnétique puis leur démultiplexage lors de la démodulation des signaux de détection desdits capteurs afin d'obtenir, pour chacun desdits capteurs, k signaux démodulés relatifs respectivement aux k sources de rayonnement électromagnétique. Selon un mode de réalisation avantageux, ledit mesureur d'absorption peut comprendre, en outre, un capteur, dit de diffusion pour la mesure de l'intensité du rayonnement électromagnétique diffusé par le fluide, émettant un signal de détection.
L'invention concerne également un procédé de mesure d'absorption, dans la gamme spectrale visible et/ou infrarouge et/ou ultraviolet, pour l'analyse d'un fluide en transmission avec un échantillon de fluide, dont la longueur traversée par le faisceau de rayonnement est constante, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- on émet des rayonnements électromagnétiques en direction de l'échantillon à partir de k sources de rayonnement électromagnétique, - on module l'intensité des rayonnements desdites k sources de rayonnement à l'aide de k signaux porteurs afin d'obtenir un multiplexage desdits rayonnements, lesdits signaux porteurs étant de fréquences sensiblement supérieures aux fréquences des perturbations de l'électronique,
- on mélange les rayonnements desdites k sources de rayonnement et on leur fait suivre un même chemin optique au travers de l'échantillon de fluide,
- on détecte les signaux émis par lesdites k sources de rayonnement, avant interaction avec le fluide, afin d'obtenir un signal de détection de source, - on détecte les signaux desdites k sources de rayonnement, après transmission par l'échantillon afin d'obtenir un signal de détection de transmission,
- on démodule ledit signal de détection de source à l'aide des k signaux porteurs afin d'obtenir k signaux de sources démodulés, - on démodule ledit signal de détection de transmission à l'aide des k signaux porteurs afin d'obtenir k signaux de transmission démodulés,
- on calcule une information spectrale relative à l'échantillon de fluide en fonction au moins desdits k signaux de sources démodulés et desdits k signaux de transmission démodulés.
On entend par signal de détection de source, un signal permettant d'obtenir une référence ou une calibration de l'intensité réellement émise par les k sources.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe illustrant les paramètres relatifs à la loi de Beert-Lambert-Bouguer,
- la figure 2 est une vue schématique d'un mesureur d'absorption conforme à l'invention selon un mode de réalisation,
- la figure 3 est un schéma de principe illustrant plus en détail le procédé mis en œuvre dans le mesureur d'absorption de la figure 2.
L'invention concerne un mesureur d'absorption 1 pour l'analyse d'un fluide en transmission. L'ensemble des mesures de radiation sont principalement dans la gamme spectrale visible, mais peuvent être également dans les bandes infrarouge et ultraviolet. Le mesureur d'absorption 1 comprend :
- une cellule de mesure 3 pour le fluide,
- au moins une source 4 de rayonnement électromagnétique agencée pour émettre un faisceau de rayonnement au travers de la cellule de mesure, - un capteur 5, dit de transmission, pour la mesure de l'intensité du rayonnement desdites k sources transmis par le fluide, émettant un signal de détection, dit de transmission.
Selon un mode de réalisation prenant en compte les rayonnements diffusés par le fluide, le mesureur d'absorption 1 comprend : a) au moins deux canaux 6 issus d'autant de sources 4-ι,
42 ... de rayonnement électromagnétique, ci-après dénommés k canaux et k sources, b) un intégrateur 7 permettant de mélanger les différents rayonnements des différents canaux 6 et de leur faire suivre un même chemin optique au travers de ladite cellule de mesure 3, c) un capteur 8, dit de source, pour la mesure de l'intensité dudit rayonnement électromagnétique émis par lesdites k sources, avant interaction avec le fluide, émettant un signal de détection, dit de source, d) un capteur 9, dit de diffusion, pour la mesure de l'intensité du rayonnement électromagnétique desdites k sources, diffusé par le fluide, émettant un signal de détection dit de diffusion, e) des moyens modulateurs 10 pour moduler l'intensité desdites k sources à l'aide d'autant de signaux porteurs, ci-après dénommés k signaux porteurs, f) des moyens démodulateurs 11 pour démoduler les signaux de détection 12, 13, 14 desdits capteurs, à savoir ledit capteur de source 8, ledit capteur de diffusion 9 et ledit capteur de transmission 5, à l'aide desdits k signaux porteurs.
En outre, selon l'invention, les moyens modulateurs 10 et les moyens démodulateurs 11 coopèrent mutuellement pour assurer, d'une part, une détection synchrone entre lesdites k sources 4ι, 42 ... de rayonnement électromagnétique et lesdits capteurs, à savoir, selon ce mode de réalisation, ledit capteur de source 8, ledit capteur de diffusion 9 et ledit capteur de transmission 5, afin de filtrer le bruit environnant et lesdites perturbations électroniques. D'autre part, selon l'invention, lesdits moyens modulateurs 10 et démodulateurs 11 coopèrent pour assurer un multiplexage desdits signaux émis par lesdites k sources de rayonnement électromagnétique puis leur démultiplexage lors de la démodulation desdits signaux de détection 12, 13, 14 desdits capteurs 5, 8, 9, afin d'obtenir, pour chacun desdits capteurs, k signaux démodulés relatifs respectivement aux k sources 4i, 42 de rayonnement électromag nétiq ue .
Il est à noter toutefois que le capteur de diffusion n'est pas essentiel à l'invention, celui-ci n'étant pas pertinent pour toutes les mesures d'absorption. Selon un mode de réalisation, le mesureur d'absorption en est dépourvu. La démodulation ne se fait donc que sur les signaux du capteur de source 8 et ceux du capteur de transmission 5. L'invention est née de la constatation par les inventeurs selon laquelle la fluctuation des sources de rayonnement électromagnétiques, ou la dérive spectrale des sources sont une cause d'erreurs, pendant les mesures de transmission. Aussi, selon l'invention, le capteur de source 8 est un capteur qui permet la mesure desdits rayonnements émis par les sources pendant les mesures de transmission, lors d'une même période d'acquisition. L'acquisition du signal de détection émis par le capteur de source 8, l'acquisition du signal de détection émis par le capteur de transmission 5, voire le cas échéant l'acquisition du signal de détection émis par le capteur de diffusion 9 sont donc simultanées.
Dans la présente invention, k désigne un nombre entier supérieur ou égal à deux. Le nombre de k canaux et de k sources dépend de l'application. Par exemple, aux figures, est montré un mesureur d'absorption effectuant des mesures sur trois canaux issus de trois sources .
Selon les exemples des figures, les sources k-ι, k2 ... de rayonnement électromagnétique peuvent être monochromatiques, et donc par exemple être des lasers, ou encore peuvent être quasi-monochromatiques, telles par exemple des diodes électroluminescentes. Selon une alternative de réalisation non illustrée, les k sources k-ι, k2 ... de rayonnement électromagnétique peuvent être constituées par une source à large bande, telle que notamment une source incandescente, filtrée en parallèle par k filtres. Selon ce mode de réalisation, chacun des k filtres permet, après filtrage, et pour chaque canal, d'obtenir un rayonnement correspondant à une longueur d'onde. La source incandescente peut être notamment de type halogène.
Les moyens modulateurs 10, et/ou encore les moyens démodulateurs 11 , peuvent être de nature électronique, à savoir constitués de générateurs de signal, microcontrôleurs et autres électroniques de traitement du signal ou encore de nature mécanique tel qu'un hacheur (chopper).
On entend par multiplexage une opération, connue en soi, qui consiste à combiner en un seul signal composite (signal dans l'intégrateur) plusieurs signaux provenant de sources différentes (les k sources), afin de pouvoir les transmettre simultanément sur une seule voie de communication.
Le démultiplexage permet alors de reconnaître à chaque signal sa propre origine. Ceci est réalisé en lui attribuant une fréquence propre à l'intérieur d'une bande de fréquence (multiplexage par fréquences), ou encore en lui réservant un intervalle de temps de transmission (multiplexage temporel).
Aussi, les moyens modulateurs 10 peuvent assurer un multiplexage temporel ou un multiplexage par fréquences. Dans le cas d'un multiplexage par fréquences, il peut s'agir notamment, mais non nécessairement, d'une multiplexage par fréquences incommensurables.
Avantageusement, selon l'invention, la longueur L de la cellule traversée par le faisceau de rayonnement peut être constante, destinée à ne pas varier quelle que soit l'opacité du fluide à analyser. Le mesureur d'absorption peut présenter des moyens pour ajuster la puissance d'alimentation desdits k sources ki, k2 ... de rayonnement électromagnétique en fonction de l'opacité du fluide à analyser.
Plus précisément, préalablement à la mesure, selon un exemple, le processeur du mesureur d'absorption permet automatiquement d'ajuster la puissance du rayonnement jusqu'à ce que le rayonnement de lumière transmis par le fluide soit en quantité suffisante pour être mesurable par le capteur de transmission.
Alternativement ou additionnellement à cet ajustement, afin d'avoir une dynamique extrêmement grande (d'un fluide très clair jusqu'à un fluide très opaque) sur un même dispositif, le mesureur d'absorption peut comprendre plusieurs cellules de mesure, de longueurs fixes, mais différentes.
Ces cellules peuvent être placées en série à la suite les unes des autres.
Selon un exemple, les k sources et les capteurs, notamment de transmission, de source, et le cas échéant de diffusion peuvent être communs à toutes les cellules. Des canaux propres à chaque cellule de mesure, notamment des fibres optiques, peuvent permettre de relier les k sources et les capteurs à la cellule de mesure concernée.
Selon un autre exemple de réalisation, chaque cellule présente ses propres k sources de rayonnement électromagnétiques et ses propres capteurs de transmission, de source, et le cas échéant de diffusion.
De manière avantageuse, et afin d'éviter la stagnation de particules intruses dans le champ du rayonnement de la cellule de mesure, le mesureur d'absorption peut présenter des moyens moteurs pour mettre en circulation le fluide dans la cellule de mesure 3. Il s'agira notamment d'une pompe permettant de faire circuler en boucle le fluide au travers de Ia cellule de mesure.
Selon un mode de réalisation, le fluide 2 peut présenter une signature spectrale dans la bande spectrale dudit mesureur d'absorption , ce dernier présentant un processeur et des moyens pour traiter : - les k signaux démodulés du capteur de source 8,
- le cas échéant, les k signaux démodulés du capteur de diffusion 9,
- les k signaux démodulés du capteur de transmission 5, afin de calculer une information relative à la signature spectrale. Cette information relative à la signature spectrale peut être une concentration d'un constituant ou entité chimique dans le fluide, notamment obtenu par la loi de Beer-Lambert-Bouguer.
Alternativement, le mesureur d'absorption peut être simplement un colorimètre. L'invention vise également un procédé qui peut être notamment mis en œuvre dans le mesureur d'absorption conforme à l'invention.
L'invention concerne ainsi un procédé de mesure d'absorption, dans la gamme spectrale visible et/ou infrarouge ou ultraviolet pour l'analyse d'un fluide en transmission avec un échantillon de fluide dont la longueur traversée par le faisceau de rayonnement est constante. Selon un mode de réalisation prenant en compte les rayonnements diffusés par l'échantillon, ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- on émet des rayonnements électromagnétiques en direction de l'échantillon à partir de k sources 4i, 42 ... de rayonnement électromagnétique,
- on module l'intensité des rayonnements desdites k sources 4-1, A2 de rayonnement à l'aide de k signaux porteurs afin d'obtenir un multiplexage desdits rayonnements, lesdits signaux porteurs étant de fréquences sensiblement supérieures aux fréquences des perturbations de l'électronique,
- on mélange les rayonnements desdites k sources de rayonnement et on leur fait suivre un même chemin optique au travers de l'échantillon de fluide, - on détecte les signaux émis par lesdites k sources de rayonnement avant interaction avec le fluide, afin d'obtenir un signal 13 de détection de source,
- on détecte les signaux desdites k sources de rayonnement, après diffusion par le fluide, afin d'obtenir un signal 14 de détection de diffusion,
- on détecte les signaux desdites k sources de rayonnement, après transmission par l'échantillon afin d'obtenir un signal 12 de détection de transmission,
- on démodule ledit signal 13 de détection de source à l'aide des k signaux porteurs afin d'obtenir k signaux de sources démodulés,
- on démodule ledit signal 14 de détection de diffusion à l'aide des k signaux porteurs afin d'obtenir k signaux de diffusion démodulés,
- on démodule ledit signal 12 de détection de transmission à l'aide des k signaux porteurs afin d'obtenir k signaux de transmission démodulés,
- on calcule une information spectrale relative à l'échantillon de fluide en fonction desdits k signaux de source démodulés, desdits k signaux de diffusion démodulés et desdits k signaux de transmission démodulés.
Il est à noter que l'étape de détection des signaux desdites k sources de rayonnement, après diffusion par le fluide, afin d'obtenir un signal 14 de détection de diffusion, n'est pas essentielle pour toutes les mesures d'absorption afin d'obtenir la performance souhaitée.
Le procédé conforme à l'invention est donc un procédé dans lequel la détection des signaux émis par les k sources de rayonnement, avant interaction avec le fluide est effectué pendant la détection des signaux desdites k sources de rayonnement après transmission, lors d'une même période d'acquisition, voire également, le cas échéant, simultanément avec la détection desdites k sources de rayonnement, après diffusion par le fluide. On s'assure ainsi qu'une fluctuation de l'intensité desdites sources, ou dérives desdites k sources de rayonnement n'a pas d'incidence sur l'information spectrale calculée, relative à l'échantillon.
Selon un mode de réalisation, le procédé est dépourvu de cette étape de détection ainsi que de l'étape de démodulation du signal 14. L'étape de calcul de l'information spectrale ne se fait donc que sur lesdits k signaux de sources démodulés et lesdits cas signaux de transmission démodulés.
Avantageusement, la fréquence des signaux porteurs est sensiblement supérieure aux fréquences des perturbations de l'électronique, et par exemple supérieure aux 50 hertz du réseau électrique. Selon un exemple, les fréquences des signaux porteurs peuvent être supérieures à 300 hertz. Le multiplexage peut être un multiplexage temporel ou un multiplexage par fréquence notamment incommensurable.
Selon la présente invention, la longueur de l'échantillon de fluide traversé par le faisceau de rayonnement peut être constante, quelle que soit l'opacité du fluide à analyser. Avantageusement, selon un exemple de réalisation, on ajuste (augmente) la puissance d'alimentation desdites k sources de rayonnement électromagnétique en fonction de l'opacité du fluide à analyser de telle façon que le rayonnement transmis soit en quantité suffisante pour être mesuré.
Les k sources 4-ι, 42 ... de rayonnement électromagnétique peuvent être monochromatiques telles que des lasers ou encore quasi- monochromatiques telles que des diodes électroluminescentes.
Selon une alternative, les k sources de rayonnement électromagnétiques peuvent être constituées par une source à large bande, telle que source incandescente (halogène, filtrée en parallèle par k filtres).
Le procédé conforme à l'invention peut permettre la mesure de couleur ou encore la mesure de la concentration d'un constituant ou entité chimique dans le fluide à analyser par application de la loi Beert-Lamber- Bouguer.
L'invention trouvera une application particulière dans tous les domaines de l'industrie où il existe un besoin de mesurer la concentration d'une entité chimique dans un fluide, ou encore un besoin de mesurer les couleurs.
Elle permettra avantageusement d'obtenir des mesures de couleurs ou de concentration reproductibles, dont l'erreur absolue est suffisamment faible pour pouvoir les utiliser comme mesures absolues, par exemple, pour le contrôle de l'application de normes industrielles. Le procédé et le mesureur d'absorption conformes à l'invention peuvent permettre, par exemple, la mesure de couleur ou de polluants, notamment dans le cadre du contrôle de l'application d'une norme de rejet.
Naturellement, d'autres modes de mise en œuvre auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention défini par les revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1. Mesureur d'absorption (1), dans la gamme spectrale visible et/ou infrarouge et/ou ultraviolet, pour l'analyse d'un fluide (2) en transmission, comprenant : - une cellule de mesure (3) pour le fluide,
- au moins une source (4) de rayonnement électromagnétique agencée pour émettre un faisceau de rayonnement au travers de la cellule de mesure,
- un capteur (5), dit de transmission, pour la mesure de l'intensité du rayonnement transmis par le fluide, émettant un signal de détection (12), caractérisé en ce que ledit mesureur d'absorption comprend : a) au moins deux canaux (6) issus d'autant de sources (4-ι, 42,...) de rayonnement électromagnétique, ci-après dénommés k canaux et k sources, b) un intégrateur (7) permettant de mélanger les différents rayonnements desdits canaux (6) et de leur faire suivre un même chemin optique au travers de ladite cellule de mesure (3), c) un capteur (8), dit de source, pour la mesure de l'intensité dudit rayonnement électromagnétique avant interaction avec le fluide, émettant un signal de détection (13), d) des moyens modulateurs (10) pour moduler l'intensité desdites k sources (41 τ 42,...) à l'aide d'autant de signaux porteurs, ci-après dénommés k signaux porteurs, e) des moyens démodulateurs (11) pour démoduler les signaux de détection (12, 13, 14) desdits capteurs, à savoir au moins ledit capteur de source (8) et ledit capteur de transmission (5) à l'aide desdits k signaux porteurs, et en ce que les moyens modulateurs (10) et les moyens démodulateurs (11) coopèrent mutuellement pour assurer, d'une part, une détection synchrone entre lesdites k sources (4i, 42,...) de rayonnement électromagnétique et lesdits capteurs, à savoir au moins ledit capteur de source (8) et ledit capteur de transmission (5), afin de filtrer le bruit environnant et les perturbations électroniques, et d'autre part, un multiplexage des signaux émis par lesdites k sources de rayonnement électromagnétiques puis leur démultiplexage lors de la démodulation des signaux de détection (12, 13) desdits capteurs (5, 8) afin d'obtenir, pour chacun desdits capteurs, à savoir au moins ledit capteur de source (8) et ledit capteur de transmission (5), k signaux démodulés relatifs respectivement aux k sources (4-ι, 42,...) de rayonnement électromagnétique.
2. Mesureur d'absorption selon la revendication 1 comprenant, en outre, un capteur (9), dit de diffusion pour la mesure de l'intensité diffusée par le fluide, émettant un signal de détection (14), les moyens modulateurs (10) et lesdits moyens des modulateurs (11) coopérant mutuellement pour assurer, d'une part, une détection synchrone entre lesdites k sources (4i, 42, ...) de rayonnement électromagnétique et lesdits capteurs, à savoir ledit capteur de source (8), ledit capteur de diffusion (9) et ledit capteur de transmission (5) afin de filtrer le bruit environnant et les perturbations électromagnétiques, et d'autre part, un multiplexage lors de la démodulation des signaux de détection (12, 13, 14) desdits capteurs (5, 8, 9) afin d'obtenir, pour chacun desdits capteurs, à savoir ledit capteur de source (8), ledit capteur de diffusion (9) et ledit capteur de transmission (5), k signaux démodulés relatifs respectivement aux k sources (4i, 42, ...) de rayonnement électromagnétique.
3. Mesureur d'absorption (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens modulateurs (10) assurent un multiplexage temporel ou un multiplexage par fréquences.
4. Mesureur d'absorption (1) selon l'une des revendications 1 ou 3, dans lequel la longueur (L) de la cellule traversée par le faisceau du rayonnement est constante, destinée à ne pas varier quelle que soit l'opacité du fluide à analyser, ledit mesureur d'absorption comprenant des moyens pour ajuster la puissance d'alimentation desdites k sources (4i, 42,...) de rayonnement électromagnétique en fonction de l'opacité du fluide à analyser.
5. Mesureur d'absorption (1) selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant plusieurs cellules de mesure, de longueurs différentes et fixes.
6. Mesureur d'absorption (1) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les k sources (4i, 42) de rayonnement électromagnétique sont monochromatiques, telles que des lasers, ou quasi-monochromatiques telles que des diodes électroluminescentes.
7. Mesureur d'absorption (1) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les k sources de rayonnement électromagnétique sont constitués par une source à large bande, telle qu'une source incandescente, filtrée en parallèle par k filtres.
8. Mesureur d'absorption (1) selon l'une des revendications 1 à 7, présentant des moyens moteurs pour mettre en circulation le fluide (2) dans la cellule de mesure.
9. Mesureur d'absorption (1) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le fluide (2) présente une signature spectrale dans la bande spectrale dudit mesureur d'absorption , ledit mesureur d'absorption présentant un processeur et des moyens pour traiter :
- les k signaux démodulés du capteur de source (8),
- le cas échéant, les k signaux démodulés du capteur de diffusion (9),
- les k signaux démodulés du capteur de transmission (5), afin de calculer une information relative à la signature spectrale.
10. Mesureur d'absorption (1) selon la revendication 9, dans lequel l'information relative à la signature spectrale est une concentration d'un constituant dans le fluide (2).
11. Mesureur d'absorption (1) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel ledit mesureur d'absorption est un colorimètre.
12. Procédé de mesure d'absorption, dans la gamme spectrale visible et/ou infrarouge et/ou ultraviolet, pour l'analyse d'un fluide en transmission avec un échantillon de fluide (2), dont la longueur (L) traversée par le faisceau de rayonnement est constante, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- on émet des rayonnements électromagnétiques en direction de l'échantillon à partir de k sources (41 τ 42,...) de rayonnement électromagnétique, - on module l'intensité des rayonnements desdites k sources
(4^1 42i ) de rayonnement à l'aide de k signaux porteurs afin d'obtenir un multiplexage desdits rayonnements, lesdits signaux porteurs étant de fréquences sensiblement supérieures aux fréquences des perturbations de l'électronique, - on mélange les rayonnements desdites k sources de rayonnement et on leur fait suivre un même chemin optique au travers de l'échantillon de fluide,
- on détecte les signaux émis par lesdites k sources, avant interaction avec le fluide, afin d'obtenir un signal (13) de détection de source, - on détecte les signaux desdites k sources de rayonnement, après transmission par l'échantillon afin d'obtenir un signal (12) de détection de transmission,
- on démodule ledit signal de détection (13) de source à l'aide des k signaux porteurs afin d'obtenir k signaux de source démodulés, - on démodule ledit signal de détection (12) de transmission à l'aide des k signaux porteurs afin d'obtenir k signaux de transmission démodulés ,
- on calcule une information spectrale relative à l'échantillon de fluide en fonction au moins desdits k signaux de source démodulés et desdits k signaux de transmission démodulés.
13. Procédé selon la revendication 1 , présentant, en outre, les étapes suivantes :
- on détecte les signaux desdites k sources de rayonnement, après diffusion par le fluide (2), afin d'obtenir un signal (14) de détection de diffusion,
- on démodule ledit signal (14) de diffusion à l'aide des k signaux porteurs afin d'obtenir k signaux de diffusion démodulés, l'étape de calcul prenant en compte, outre lesdits k signaux de sources démodulés et lesdits k signaux de transmission démodulés, lesdits k signaux de diffusion démodulés pour la détermination de l'information spectrale.
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans le multiplexage est un multiplexage temporel ou un multiplexage par fréquences.
15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, dans la longueur de l'échantillon de fluide traversée par le faisceau de rayonnement est constante, quelle que soit l'opacité du fluide à analyser, et dans lequel on ajuste la puissance d'alimentation desdites k sources de rayonnement électromagnétique en fonction de l'opacité du fluide à analyser de telle façon que le rayonnement transmis soit en quantité suffisante pour être mesuré.
16. Procédé selon l'une des revendications 12 à 15, dans lequel les k sources de rayonnement électromagnétique sont monochromatiques telles que les lasers ou quasi-monochromatiques telles que les diodes électroluminescentes.
17. Procédé selon l'une des revendications 12 à 16, dans lequel les k sources de rayonnement électromagnétiques sont constitués par une source à large bande, telle que source incandescente, filtrée en parallèle par k filtres.
18. Procédé selon l'une des revendications 12 à 17, pour la mesure de couleur.
19. Procédé selon l'une des revendications 12 à 17, pour la mesure de la concentration d'un constituant ou d'une entité chimique dans le fluide analysé.
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