EP3669170A1 - Equipment for characterising a fog of droplets, application to quality-control and to the detection of frost - Google Patents

Equipment for characterising a fog of droplets, application to quality-control and to the detection of frost

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Publication number
EP3669170A1
EP3669170A1 EP18765955.2A EP18765955A EP3669170A1 EP 3669170 A1 EP3669170 A1 EP 3669170A1 EP 18765955 A EP18765955 A EP 18765955A EP 3669170 A1 EP3669170 A1 EP 3669170A1
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EP
European Patent Office
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droplets
equipment
measurement zone
camera
characterization
Prior art date
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Pending
Application number
EP18765955.2A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Sawitree SAENGKAEW
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Rainbowvision
Original Assignee
Rainbowvision
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Publication date
Priority claimed from FR1757695A external-priority patent/FR3070206B1/en
Priority claimed from FR1757694A external-priority patent/FR3070203B1/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1434—Optical arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B64D15/20—Means for detecting icing or initiating de-icing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G—PHYSICS
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    • G01N15/1429—Signal processing
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/95—Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
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    • G01N15/1434—Optical arrangements
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Definitions

  • the present description relates to the field of the physical and thermochemical characterization of a mist of droplets of dimensions between 1 and 500 ⁇ , in particular for quality control applications in industrial processes using liquid particle streams, particularly in the agri-food, cosmetic or pharmaceutical or icing detection field.
  • a first area of application concerns quality control.
  • the aim is to verify in real time the constancy of the thermochemical and physical characteristics of the liquid particles, in particular the consistency of the temperature of the liquid particles in a fog or in a misting as well as the constancy of the chemical nature of the liquid particles and the dispersion of the particles. particle sizes.
  • a second area of application concerns the detection of icing conditions and, in particular, icing conditions for equipment, in particular an aircraft.
  • aircraft icing can occur when atmospheric conditions result in ice formation on aircraft surfaces. In addition, this ice can also occur in the engine. The formation of ice on aircraft surfaces, engine entrances and other locations is undesirable and potentially dangerous for the use of the airplane.
  • frost is a dangerous phenomenon for aircraft, taken into account on the ground as well as in flight. It has been observed in recent years that during altitude flight, this phenomenon was more frequent, perhaps due to climate change and certainly the increase in air traffic in regions of the world where the climate is favorable for the formation of air traffic. Frost at altitude.
  • Frost presents a danger first of all for the engine of the aircraft. It can be formed at the compressor inlet. If the ice builds up and breaks, it can damage the engine. Frost is also likely to accumulate on certain parts of the cell: wing attack, fuselage, empennage, cockpit, etc. This accumulation can result in the increase of the mass of the aircraft and the alteration of the aerodynamics which can cause the stall of the aircraft. On fins and flaps the formation of ice can reduce their navigability; on the cockpit, visibility will be reduced.
  • Pilots have techniques for defrosting.
  • the mechanical technique consists of alternately inflating and deflating pneumatic tubes located at the leading edge of the wings.
  • Thermal technology uses air heated by motors or electricity. Electrical means are large energy consumers and their use is reserved for some equipment such as airspeed antennas, air intakes, windshield windows and blades. The heated air is used for the leading edges of wings and empennages but also for the air inlets of the reactors.
  • the inaccuracy of current detection systems makes it difficult for the pilot to make decisions about the implementation of a particular de-icing system.
  • the sensor can be picked up by frost while the rest of the cell is not affected.
  • Another type of sensor detects the conditions where frost forms.
  • the detection systems detect the presence of frost-forming droplets in contact with the surface of the apparatus or in the reactor. These systems are intended to better manage defrost activation and will enable energy saving.
  • Icing conditions may occur when drops of frozen liquid water are present.
  • the water is considered to be super-cooled when the water is cooled below the freezing point indicated for water but still in liquid form.
  • Icing conditions can be characterized by drop size, liquid water content, air temperature, water, and other parameters. These parameters can affect the rate and extent to which ice forms on an aircraft.
  • This article inventors of which are the author authors, relates to a rainbow thermometry system using slotted apertures and a sheet of laser light, that is to say a luminous plane and not a linear beam. This system is intended to measure the size and refractive index of the droplets in the spray space.
  • Chinese patent application CN105043946 is still known relating to a self-calibrating whole-field rainbow measuring method and a method of manufacturing a device based on a dual wavelength scattering angle relating to a two-phase gas-liquid flow.
  • the CCD camera captures an image resulting from the interaction of the scattered beam with a cross-slit filter and two lenses.
  • the goal is to characterize drops on a trajectory contained in the laser sheet.
  • the image formed on the camera does not make it possible to perform a satisfactory analysis when the imaged droplet is in an intermediate state between the liquid state and the solid state, at the moment of the formation of micro-crystals inside. of the liquid drop. In this case, the image observed through the optics described and the system of two crossed slots is unusable.
  • the present invention relates, in its most general sense, to an equipment for determining in real time the refractive index of the liquid droplets, with a precision sufficient to allow the temperature to be deduced therefrom.
  • the invention relates in its most general sense to equipment, applications and methods that are the subject of at least one of the claims.
  • the invention provides, in its most general sense, the following treatments:
  • “Diffusion angle” means the angle formed between the axis of the incident light beam and the axis of the scattered beam
  • FIG. 1 shows a schematic view of an equipment according to the invention.
  • the equipment according to the invention consists of a monochromatic light source (1), in the example described a laser and an optical image unit (2) comprising a camera (3).
  • the one-dimensional laser beam (4) is directed towards a measuring zone (5) situated in a duct (6) for circulating the particles to be controlled or situated in front of a surface (6) to be protected from icing, for example the edge attacking an airplane wing
  • the optical axis (7) of the optical pickup assembly (2) forms with the optical axis (8) an angle Gamma equal to (Alpha ⁇ Beta) + Theta
  • o Alpha corresponds to 180 ° minus the principal rainbow angle corresponding to the refractive index of the component of said droplets
  • o Beta corresponds to the opening of the collimation optics
  • o Theta is a value between 0 and 20 °.
  • the optical pickup assembly comprises a lens (9) focused in the measurement zone (5), a diaphragm (10) forming a slot perpendicular to the plane defined by the optical axes (7, 8) and an output lens (11), as well as a camera (3).
  • main rainbow refers to the rainbow formed by a single reflection inside the drop and thus produces the so-called “principal” rainbow that has the highest intensity.
  • the main rainbow is that resulting from a first refraction of the incident ray, corresponding to the change of index between the air and the liquid forming the taste, a reflection at the liquid-air interface resulting from an angle of incidence greater than the limit angle, and a second refraction at the liquid-air interface resulting from an angle of incidence of the refracted ray inside the drop below the limit angle.
  • the focal plane of the optical assembly is located at a distance of between 50 and 750 millimeters from the area to be protected from icing so as to measure the temperature of the incident particles, and to provide an real-time information on the risk of icing, to control the commissioning of heating equipment or mechanical excitation.
  • the image acquired by the camera results from the refraction of the laser beam (4) in the droplets.
  • the refraction angle within each droplet is primarily a function of the droplet section, the wavelength and the refractive index, which depends on the temperature of the droplet. However, the variation of the refractive index as a function of the temperature is very small, and requires a measurement of great precision. For example, for water particles: Wave length
  • the image observed by the camera (3) has interference fringes with an alternation of dark bands and light bands.
  • a first treatment is carried out to extract a line of pixels P lfj representative of the image, parallel to the plane defined by the axis (8) of the laser and the axis (7) of the optical assembly.
  • the representative line selected is the one with the greatest contrast.
  • the intensity curve corresponding to this line is recorded to determine a bell-shaped profile whose peak position determines the refractive index and the shape factor depends on the size distribution of the particles present in the measurement zone. .
  • a processing consisting of a step of estimating a reference index IND ref , determined as a function of said measured distribution and the theoretical law of generic optics associating an index and a theoretical distribution and a calculation step for N classes C y of particle sizes, the number of particles P x belonging to class C y by a matrix inversion [I ⁇ ]

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Abstract

The present invention relates to equipment for physically and thermochemically characterising a fog of droplets of dimensions comprised between 1 and 500 µm, in a zone of measurement and comparison with a reference profile comprising illuminating means (1) that are capable of producing an illumination of said measurement zone and image-capturing means (2) including at least one camera (3) that is capable of taking at least one image of said measurement zone illuminated by said illuminating means, which illuminating means comprise at least one monochromatic source that emits in a direction D1 (8) and the image-capturing means (2) comprise a collimating optic and a camera, which is oriented in a direction D2 (7). It also relates to the applications, to a method and to a piece of equipment for controlling quality and for detecting frost.

Description

EQUIPEMENT DE CARACTERISATION D'UN BROUILLARD DE GOUTTELETTES, APPLICATION POUR LE CONTRÔLE DE QUALITE ET LA DETECTION DE EQUIPMENT FOR CHARACTERIZING DROP FOG, APPLICATION FOR QUALITY CONTROL AND DETECTION OF
GIVRAGE ICING
Domaine de 1 ' invention Field of the invention
La présente description concerne le domaine de la caractérisation physique et thermochimique d'un brouillard de gouttelettes de dimensions comprises entre 1 et 500 μπι, notamment pour des applications de contrôle de qualité dans des procédés industriels mettant en œuvre des flux de particules liquides, notamment dans le domaine agroalimentaire, cosmétique ou pharmaceutique ou de détection de givrage.  The present description relates to the field of the physical and thermochemical characterization of a mist of droplets of dimensions between 1 and 500 μπι, in particular for quality control applications in industrial processes using liquid particle streams, particularly in the agri-food, cosmetic or pharmaceutical or icing detection field.
Un premier domaine d'application concerne le contrôle de qualité.  A first area of application concerns quality control.
Le but est de vérifier en temps réel la constance des caractéristiques thermochimiques et physiques des particules liquides, notamment la constance de la température des particules liquides dans un brouillard ou dans une brumisation ainsi que la constance de la nature chimique des particules liquides et la dispersion des tailles des particules.  The aim is to verify in real time the constancy of the thermochemical and physical characteristics of the liquid particles, in particular the consistency of the temperature of the liquid particles in a fog or in a misting as well as the constancy of the chemical nature of the liquid particles and the dispersion of the particles. particle sizes.
Un deuxième domaine d'application concerne la détection des conditions de givrage et, en particulier, les conditions de givrage pour un équipement, notamment un avion. A second area of application concerns the detection of icing conditions and, in particular, icing conditions for equipment, in particular an aircraft.
Le givrage a été identifié comme un danger important dès le début de l'aéronautique. L'accrétion de givre sur les ailes d'avion, due à la présence de gouttelettes surfondues dans les nuages, cause parmi d'autres conséquences néfastes une dégradation des performances aérodynamiques pouvant conduire au décrochage.  Icing has been identified as a major hazard from the beginning of the aeronautics. The accretion of frost on the wings of aircraft, due to the presence of supercooled droplets in the clouds, causes among other adverse consequences a degradation of aerodynamic performance that can lead to stall.
Dans l'aviation, un givrage sur un avion peut se produire lorsque les conditions atmosphériques conduisent à la formation de glace sur les surfaces de l'avion. En outre, cette glace peut également se produire dans le moteur. La formation de glace sur les surfaces de l'avion, sur les entrées d'un moteur et d'autres endroits n'est pas souhaitable et potentiellement dangereuse pour l'utilisation de l'avion. In aviation, aircraft icing can occur when atmospheric conditions result in ice formation on aircraft surfaces. In addition, this ice can also occur in the engine. The formation of ice on aircraft surfaces, engine entrances and other locations is undesirable and potentially dangerous for the use of the airplane.
La formation de givre constitue un phénomène dangereux pour les aéronefs, pris en compte au sol comme en vol. Il a été constaté ces dernières années que lors du vol en altitude, ce phénomène était plus fréquent du fait peut-être du changement climatique et sûrement de l'augmentation du trafic aérien dans des régions du globe où le climat est favorable à la formation de givre en altitude.  The formation of frost is a dangerous phenomenon for aircraft, taken into account on the ground as well as in flight. It has been observed in recent years that during altitude flight, this phenomenon was more frequent, perhaps due to climate change and certainly the increase in air traffic in regions of the world where the climate is favorable for the formation of air traffic. Frost at altitude.
Le givre présente un danger tout d'abord pour le moteur de l'aéronef. Il peut se former à l'entrée du compresseur. Si la glace s'accumule et se rompt, elle peut endommager le moteur. Le givre est aussi susceptible de s'accumuler sur certaines parties de la cellule : attaque d'aile, fuselage, empennage, cockpit, etc. Cette accumulation peut avoir pour conséquence l'augmentation de la masse de l'appareil et 1 ' altération de 1 ' aérodynamique qui peut entraîner le décrochage de l'avion. Sur les dérives et les volets la formation de glace peut réduire leur navigabilité ; sur le cockpit, la visibilité sera réduite.  Frost presents a danger first of all for the engine of the aircraft. It can be formed at the compressor inlet. If the ice builds up and breaks, it can damage the engine. Frost is also likely to accumulate on certain parts of the cell: wing attack, fuselage, empennage, cockpit, etc. This accumulation can result in the increase of the mass of the aircraft and the alteration of the aerodynamics which can cause the stall of the aircraft. On fins and flaps the formation of ice can reduce their navigability; on the cockpit, visibility will be reduced.
Les pilotes disposent de techniques pour procéder au dégivrage. La technique mécanique consiste à alternativement gonfler et dégonfler des boudins pneumatiques situés au bord d'attaque des ailes. La technique thermique utilise l'air chauffé par les moteurs ou l'électricité. Les moyens électriques sont grands consommateurs d'énergie et leur usage est réservé à quelques équipements tels que les antennes anémométriques , les entrées d'air, les glaces des pare-brise et les pales. L'air chauffé est quant à lui utilisé pour les bords d'attaque d'ailes et d'empennages mais aussi pour les entrées d'air des réacteurs.  Pilots have techniques for defrosting. The mechanical technique consists of alternately inflating and deflating pneumatic tubes located at the leading edge of the wings. Thermal technology uses air heated by motors or electricity. Electrical means are large energy consumers and their use is reserved for some equipment such as airspeed antennas, air intakes, windshield windows and blades. The heated air is used for the leading edges of wings and empennages but also for the air inlets of the reactors.
L'imprécision des systèmes de détection actuels rend difficile la prise de décision par le pilote de la mise en œuvre de tel ou tel système de dégivrage. Le capteur peut être pris par le givre alors que le reste de la cellule n'est pas affectée. Un autre type de capteur détecte les conditions où se forme le givre . The inaccuracy of current detection systems makes it difficult for the pilot to make decisions about the implementation of a particular de-icing system. The sensor can be picked up by frost while the rest of the cell is not affected. Another type of sensor detects the conditions where frost forms.
Les systèmes de détection détectent la présence de gouttelettes susceptibles de former du givre au contact de la surface de l'appareil ou dans le réacteur. Ces systèmes visent à mieux gérer 1 ' activation du dégivrage et permettront l'économie d'énergie.  The detection systems detect the presence of frost-forming droplets in contact with the surface of the apparatus or in the reactor. These systems are intended to better manage defrost activation and will enable energy saving.
Des conditions de givrage peuvent se produire lorsque des gouttes d'eau liquide surgelée sont présentes. Dans ces exemples illustratifs , l'eau est considérée comme étant super-refroidie lorsque l'eau est refroidie au-dessous du point de congélation indiqué pour l'eau mais qui est encore sous forme liquide. Les conditions de givrage peuvent être caractérisées par la taille des gouttes, la teneur en eau liquide, la température de l'air, de l'eau, et d'autres paramètres. Ces paramètres peuvent affecter le taux et l'étendue à laquelle se forme la glace sur un avion.  Icing conditions may occur when drops of frozen liquid water are present. In these illustrative examples, the water is considered to be super-cooled when the water is cooled below the freezing point indicated for water but still in liquid form. Icing conditions can be characterized by drop size, liquid water content, air temperature, water, and other parameters. These parameters can affect the rate and extent to which ice forms on an aircraft.
Etat de la technique State of the art
On connaît dans l'état de la technique l'article The state of the art is known in the art
« One-dimensional rainbow thermometry System by using slit apertures » dont les auteurs sont Xuecheng Wu,l,* Haoyu Jiang, Yingchun Wu, Jin Song, Gérard Gréhan, Sawitree Saengkaew, Linghong Chen, Xiang Gao, and Kefa Cen paru dans OPTICS LETTERS / Vol. 39, No. 3 / February 1, 2014. "One-dimensional rainbow thermometry System by using slit apertures" whose authors are Xuecheng Wu, l, * Haoyu Jiang, Wu Yingchun, Jin Song, Gerard Grehan, Sawitree Saengkaew, Chen Linghong, Xiang Gao, and Kefa Cen appeared in OPTICS LETTERS / Flight. 39, No. 3 / February 1, 2014.
Cet article, dont les inventeurs sont les auteurs auteurs, concerne un système de thermométrie arc-en-ciel utilisant des ouvertures à fentes et une feuille de lumière laser, c'est-à-dire un plan lumineux et non pas un faisceau linéaire. Ce système est destiné à effectuer des mesures de la taille et de l'indice de réfraction des gouttelettes dans l'espace de pulvérisation.  This article, inventors of which are the author authors, relates to a rainbow thermometry system using slotted apertures and a sheet of laser light, that is to say a luminous plane and not a linear beam. This system is intended to measure the size and refractive index of the droplets in the spray space.
On connaît aussi un autre article, dont les inventeurs sont également auteurs, publié avec le titre « LOCAL MEASUREMENT OF MASS TRANSFER IN A REACTIVE SPRAY FOR C02 CAPTURE » (Maria Ouboukhlik, Sawitree Saengkaew, Marie-Christine Fournier-Salauen, Lionel Estel, Gérard Grehan) paru dans Chemical engineering and technology, vol. 38, n° 7, 1 juillet 2015 pages 1154 à 1164. We also know another article, whose inventors are also authors, published with the title "LOCAL "(Maria Ouboukhlik, Sawitree Saengkaew, Marie-Christine Fournier-Salauen, Lionel Estel, Gerard Grehan) published in Chemical Engineering and Technology, Vol. 38, No. 7, July 1, 2015, pages 1154 to 1164.
On connaît encore la demande de brevet chinois CN105043946 concernant un procédé de mesure d'arc-en-ciel à champ entier à auto-étalonnage et procédé de fabrication de dispositif basé sur un angle de diffusion à double longueur d'onde se rapportant à un écoulement à deux phases gaz-liquide.  Chinese patent application CN105043946 is still known relating to a self-calibrating whole-field rainbow measuring method and a method of manufacturing a device based on a dual wavelength scattering angle relating to a two-phase gas-liquid flow.
On connaît également l'article «Quasi real-time analysis of mixed-phase clouds using interferometric out-of- focus imaging: development of an algorithm to assess liquid and ice water content » (Lemaitre et al.) paru dans Measurement Science and Technology (ISSN : 0957-0233, ESSN : 1361-6501) présentant un algorithme optimisé pour accélérer le traitement d'image. L'algorithme proposé est basé sur la détection de chaque interférogramme avec l'utilisation de la méthode du vecteur de paires de gradient. Cette méthode s'avère être 13 fois plus rapide que la transformée de Hough conventionnelle. L'algorithme est validé sur des images synthétiques de nuages de phases mixtes, puis testé et validé en laboratoire. Cet algorithme devrait avoir des applications importantes dans la mesure de la taille des gouttelettes et des particules de glace pour la sécurité des aéronefs, l'étude microphysique des nuages et plus généralement dans l'analyse en temps réel des écoulements triphasiques par imagerie interférométrique .  The article "Quasi real-time analysis of mixed-phase clouds using interferometric out-of-focus imaging: development of an algorithm to assess liquid and liquid water content" (Lemaitre et al.) Published in Measurement Science and Technology is also known. (ISSN: 0957-0233, ESSN: 1361-6501) presenting an optimized algorithm for accelerating image processing. The proposed algorithm is based on the detection of each interferogram with the use of the gradient pair vector method. This method is 13 times faster than the conventional Hough transform. The algorithm is validated on synthetic images of mixed phase clouds, then tested and validated in the laboratory. This algorithm should have important applications in the measurement of droplet size and ice particles for aircraft safety, the microphysical study of clouds and more generally in the real-time analysis of three-phase flows using interferometric imaging.
Pour les application de la détection de givrage, on connaît l'article « Détermination of the composition of multicomponent droplets by rainbow refractometry by J. Wilms*, N. Roth*, S. Arndt**, B. Weigand* *Institute of Aerospace Thermodynamics (ITLR), University of Stuttgart » accessible par le lien http Î //Itces . dem. ist . utl . t/LXLASER/lxlaser2004 For the applications of the detection of icing, one knows the article "Determination of the composition of multicomponent droplets by rainbow refractometry by J. Wilms *, N. Roth *, S. Arndt **, B. Weigand * * Institute of Aerospace Thermodynamics (ITLR), University of Stuttgart "accessible through the link http // // Itces. dem. ist. utl. t / LXLASER / lxlaser2004
/pdf/paper .11 6.pdf qui décrit un exemple de solution de détermination de la composition de gouttelettes multi-composants par réfractométrie arc-en-ciel pour des gouttelettes n-alcanes à faible volatilité. / pdf / paper .11 6.pdf which describes an example of a solution for determining the composition of multicomponent droplets by rainbow refractometry for low volatility n-alkane droplets.
On connaît aussi la publication de l'article Expérimental analysis of global rainbow technique: Sensitivity of température and size distribution measurements to non- spherical droplets dans la revue »Experiments in Fluids 47 ( 4 ): 839-848 · October 2009 » décrivant le principe de la technique de l'arc-en-ciel global (GRT) pour mesurer la température des gouttelettes liquides avec quelques degrés de précision. La technique fournit également une estimation de la distribution de la taille des gouttelettes. Cet article vise à quantifier expérimentalement la précision de la GRT lorsqu'elle est appliquée à des gouttelettes sphériques et non sphériques. La distribution de taille extraite des signaux globaux arc-en- ciel est également comparée à l'imagerie de l'ombre et aux mesures de PDA.  Also known is the publication of the article Experimental analysis of global rainbow technique: Sensitivity of temperature and size distribution measurements to non-spherical droplets in the journal "Experiments in Fluids 47 (4): 839-848 · October 2009" describing the principle of the global rainbow technique (GRT) for measuring the temperature of liquid droplets with a few degrees of precision. The technique also provides an estimate of the size distribution of the droplets. This article aims to quantify experimentally the accuracy of the GRT when applied to spherical and non-spherical droplets. The size distribution extracted from global rainbow signals is also compared to shadow imaging and PDA measurements.
Inconvénients de l'art antérieur Disadvantages of prior art
Les différents dispositifs connus présentent divers inconvénients gênants pour l'application précitée de contrôle de processus industrielle. En particulier, les solutions de l'art antérieur ne permettent pas de déterminer en temps réel la température des gouttelettes.  The various known devices have various inconvenient disadvantages for the aforementioned application of industrial process control. In particular, the solutions of the prior art do not make it possible to determine in real time the temperature of the droplets.
La solution décrite dans l'article « One-dimensional rainbow thermometry System by using slit apertures » dont les auteurs sont Xuecheng Wu,l,* Haoyu Jiang, Yingchun Wu, Jin Song, Gérard Gréhan, Sawitree Saengkaew, Linghong Chen, Xiang Gao, and Kefa Cen paru dans OPTICS LETTERS / Vol. 39, No. 3 / February 1, 2014. concerne des travaux antérieurs des inventeurs, pour une mesure le long d'un parcours d'une goutte dans le plan de la feuille laser, et par l'observation à travers de deux fentes croisées par un système de thermométrie arc-en-ciel utilisant des ouvertures à fentes et une feuille de lumière laser, c'est- à-dire un plan lumineux et non pas un faisceau linéaire. Ce système est destiné à effectuer des mesures de la taille et de l'indice de réfraction des gouttelettes dans l'espace de pulvérisation . The solution described in the article "One-dimensional rainbow thermometry System by using slit apertures" whose authors are Xuecheng Wu, l, * Haoyu Jiang, Wu Yingchun, Jin Song, Gerard Grehan, Sawitree Saengkaew, Linghong Chen, Xiang Gao, and Kefa Cen appeared in OPTICS LETTERS / Vol. 39, No. 3 / February 1, 2014. relates to previous work of the inventors, for a measurement along a path of a drop in the plane of the laser sheet, and by observation through two crossed slots by a rainbow thermometry system using slot apertures and a laser light sheet, ie a light plane and not a linear beam. This The system is intended to measure the size and the refractive index of the droplets in the spray space.
La caméra CCD capte une image résultant de l'interaction du faisceau diffusé avec un filtre à fentes croisées et deux lentilles. Le but est de caractériser des gouttes sur une trajectoire contenu dans la feuille laser.  The CCD camera captures an image resulting from the interaction of the scattered beam with a cross-slit filter and two lenses. The goal is to characterize drops on a trajectory contained in the laser sheet.
L'image formée sur la caméra ne permet pas de procéder à une analyse satisfaisante lorsque la goutte imagée se trouve dans un état intermédiaire entre l'état liquide et l'état solide, au moment de la formation de micro-cristaux à l'intérieur de la goutte liquide. Dans ce cas, l'image observée à travers l'optique décrite et le système de deux fentes croisées est inexploitable .  The image formed on the camera does not make it possible to perform a satisfactory analysis when the imaged droplet is in an intermediate state between the liquid state and the solid state, at the moment of the formation of micro-crystals inside. of the liquid drop. In this case, the image observed through the optics described and the system of two crossed slots is unusable.
Pour l'application à la détection du givrage, les différentes solutions connues sont, en général, mal adaptées aux contraintes métrologiques et opérationnelles envisagées, en raison en particulier des difficultés suivantes : une installation longue et difficile dans un aéronef, un encombrement très important, une exploitation difficile des résultats, ... De plus, la plupart de ces dispositifs connus présentent une gamme de mesure de la taille des gouttelettes, qui est réduite, et ne sont notamment pas en mesure de détecter et analyser en même temps les petites et les grosses gouttelettes surfondues (eau à température inférieure à 0°C) et connues sous l'expression anglaise "Super Cooled Large Droplet", qui, comme on le sait, favorisent l'apparition de givre.  For the application to the detection of icing, the various known solutions are, in general, poorly adapted to the metrological and operational constraints envisaged, due in particular to the following difficulties: a long and difficult installation in an aircraft, a very large footprint, In addition, most of these known devices have a range of measurement of droplet size, which is reduced, and are not particularly able to detect and analyze at the same time small and large supercooled droplets (water temperature below 0 ° C) and known as "Super Cooled Large Droplet", which, as we know, promote the appearance of frost.
Enfin, les solutions de l'art antérieur ne permettent pas de déterminer en temps réel la température des gouttelettes dans la zone critique correspondant à quelques centimètres de la surface à préserver du givrage. Solution apportée par l'invention Finally, the solutions of the prior art do not make it possible to determine in real time the temperature of the droplets in the critical zone corresponding to a few centimeters of the surface to preserve icing. Solution provided by the invention
Afin de remédier à ces inconvénients, la présente invention concerne selon son acception la plus générale un équipement destiné à déterminer en temps réel l'indice de réfraction des gouttelettes liquides, avec une précision suffisante pour permettre d'en déduire la température.  In order to overcome these drawbacks, the present invention relates, in its most general sense, to an equipment for determining in real time the refractive index of the liquid droplets, with a precision sufficient to allow the temperature to be deduced therefrom.
A cet effet, l'invention concerne selon son acception la plus générale un équipement, des applications et des procédés objet de l'une au moins des revendications.  For this purpose, the invention relates in its most general sense to equipment, applications and methods that are the subject of at least one of the claims.
Pour remédier aux inconvénients de l'art antérieur, l'invention prévoit, selon son acception la plus générales, les traitements suivants :  To overcome the disadvantages of the prior art, the invention provides, in its most general sense, the following treatments:
o Extraction d'une ligne transversale i de pixels Pi,j représentative de l'image numérisée  o Extraction of a transverse line i of pixels Pi, j representative of the digitized image
o Établissement d'une table [Pi,j, Ij] de l'intensité des pixels de cette ligne  o Establishment of a table [Pi, j, Ij] of the intensity of the pixels of this line
o affectation à chacun desdits pixels Pi,j l'angle de diffusion Oj associé et construire une table [Oj, Ij]  o assigning to each of said pixels Pi, j the associated scattering angle Oj and constructing a table [Oj, Ij]
o caractérisation à partir de cette table [Oj, Ij] les particules présentes dans la zone de mesure.  o characterization from this table [Oj, Ij] the particles present in the measurement zone.
On entend par « angle de diffusion» l'angle formé entre l'axe du faisceau lumineux incident et l'axe du faisceau diffusé  "Diffusion angle" means the angle formed between the axis of the incident light beam and the axis of the scattered beam
Ces étapes non connues de l'art antérieur permettent un traitement en temps réel, à partir d'un ordinateur embarqué par exemple, alors que les solutions de l'art antérieur nécessitent des temps de calcul particulièrement important et sont très sensibles au réglage de l'installation.  These steps, which are not known from the prior art, allow real-time processing, for example from an on-board computer, whereas the solutions of the prior art require particularly large computation times and are very sensitive to the adjustment of the computer. 'installation.
Ce choix technique permet notamment de réduire le nombre d'informations à traiter sans dégrader les performances de la caractérisation des gouttelettes.  This technical choice makes it possible in particular to reduce the number of information to be processed without degrading the performance of the characterization of the droplets.
Par ailleurs, les solutions de l'art antérieur ne permettent pas de déterminer en temps réel la température des gouttelettes dans la zone critique correspondant à quelques centimètres de la surface à préserver du givrage. Description détaillée d'un exemple non limitatif de Moreover, the solutions of the prior art do not make it possible to determine in real time the temperature of the droplets in the critical zone corresponding to a few centimeters of the surface to preserve icing. Detailed description of a non-limiting example of
1 ' invention  The invention
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où :  The present invention will be better understood on reading the detailed description of a nonlimiting example of the invention which follows, with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 représente une vue schématique d'un équipement selon l'invention.  - Figure 1 shows a schematic view of an equipment according to the invention.
L'équipement selon l'invention est constitué par une source lumineuse monochromatique (1), dans l'exemple décrit un laser et un ensemble optique de prise de vue (2) comportant une caméra ( 3 ) . The equipment according to the invention consists of a monochromatic light source (1), in the example described a laser and an optical image unit (2) comprising a camera (3).
Le faisceau laser monodimensionnel (4) est dirigé vers une zone de mesure (5) située dans un conduit (6) de circulation des particules à contrôler ou située en avant d'une surface (6) à protéger du givrage, par exemple le bord d'attaque d'une aile d'avion  The one-dimensional laser beam (4) is directed towards a measuring zone (5) situated in a duct (6) for circulating the particles to be controlled or situated in front of a surface (6) to be protected from icing, for example the edge attacking an airplane wing
L'axe optique (7) de l'ensemble optique de prise de vue (2) forme avec l'axe optique (8) un angle Gamma égal à (Alpha ± Béta) + Thêta  The optical axis (7) of the optical pickup assembly (2) forms with the optical axis (8) an angle Gamma equal to (Alpha ± Beta) + Theta
• où  • or
o Alpha correspond à 180° moins l'angle d'arc en ciel principal correspondant à l'indice de réfraction du composant desdites gouttelettes  o Alpha corresponds to 180 ° minus the principal rainbow angle corresponding to the refractive index of the component of said droplets
o Béta correspond à l'ouverture de l'optique de collimation  o Beta corresponds to the opening of the collimation optics
o Thêta est une valeur comprise entre 0 et 20°.  o Theta is a value between 0 and 20 °.
L'ensemble optique de prise de vue comprend un objectif (9) focalisé dans la zone de mesure (5), un diaphragme (10) formant une fente perpendiculaire au plan défini par les axes optiques (7, 8) et une lentille de sortie (11), ainsi qu'une caméra ( 3 ) .  The optical pickup assembly comprises a lens (9) focused in the measurement zone (5), a diaphragm (10) forming a slot perpendicular to the plane defined by the optical axes (7, 8) and an output lens (11), as well as a camera (3).
Le terme « arc en ciel principal » désigne l'arc en ciel formé par une seule réflexion à l'intérieur de la goutte et qui produit de ce fait l'arc en ciel dit « principal » qui présente la plus forte intensité. The term "main rainbow" refers to the rainbow formed by a single reflection inside the drop and thus produces the so-called "principal" rainbow that has the highest intensity.
L'arc en ciel principal est celui résultant d'une première réfraction du rayon incident, correspondant au changement d'indice entre l'air et le liquide formant la goûte, une réflexion à l'interface liquide-air résultant d'un angle d'incidence supérieur à l'angle limite, et une deuxième réfraction à l'interface liquide-air résultant d'un angle d'incidence du rayon réfracté à l'intérieur de la goutte inférieur à l'angle limite.  The main rainbow is that resulting from a first refraction of the incident ray, corresponding to the change of index between the air and the liquid forming the taste, a reflection at the liquid-air interface resulting from an angle of incidence greater than the limit angle, and a second refraction at the liquid-air interface resulting from an angle of incidence of the refracted ray inside the drop below the limit angle.
Il se distingue des arcs en ciel secondaires, formés par de multiples réflexions du rayon à l'intérieur de la goutte, produisant des arcs en ciel décalés angulairement par rapport à l'arc en ciel principal et présentant une moindre intensité lumineuse.  It is distinguished from secondary rainbows, formed by multiple reflections of the ray within the drop, producing rainbows angularly offset from the main rainbow and having a lower light intensity.
Pour une application et un dispositif de détection de givrage, le plan focal de l'ensemble optique est situé à une distance comprise entre 50 et 750 millimètres de la zone à protéger du givrage de façon à mesurer la température des particules incidentes, et fournir une information en temps réelle sur le risque de givrage, permettant de commander la mise en fonction des équipements de chauffage ou d'excitation mécanique . L'image acquise par la caméra résulte de la réfraction du faisceau laser (4) dans les gouttelettes. L'angle de réfraction à l'intérieur de chaque gouttelette est fonction principalement de la section de la gouttelette, de la longueur d'onde et de l'indice de réfraction, qui dépend de la température de la gouttelette. Toutefois, la variation de l'indice de réfraction en fonction de la température est très faible, et nécessite une mesure de grande précision. A titre d'exemple, pour des particules d'eau : Longueur d'onde For an application and an ice detection device, the focal plane of the optical assembly is located at a distance of between 50 and 750 millimeters from the area to be protected from icing so as to measure the temperature of the incident particles, and to provide an real-time information on the risk of icing, to control the commissioning of heating equipment or mechanical excitation. The image acquired by the camera results from the refraction of the laser beam (4) in the droplets. The refraction angle within each droplet is primarily a function of the droplet section, the wavelength and the refractive index, which depends on the temperature of the droplet. However, the variation of the refractive index as a function of the temperature is very small, and requires a measurement of great precision. For example, for water particles: Wave length
Température 226,5 nm 589,0 nm 1 013,98 nm  Temperature 226.5 nm 589.0 nm 1013.98 nm
0 °C 1,39450 1,33432 1,32612  0 ° C 1.39450 1.33432 1.32612
20 °C 1,39336 1.33298 1,32524  20 ° C 1.39336 1.33298 1.32524
50 °C 1,38854 1,32937 1,32145  50 ° C 1.38854 1.32937 1.32145
100 °C 1,37547 1,31861 1,31114  100 ° C. 1.37547 1.31861 1.31114
L'image observée par la caméra (3) présente des franges d'interférence avec une alternance de bandes sombres et de bandes claires. The image observed by the camera (3) has interference fringes with an alternation of dark bands and light bands.
Pour extraire 1 ' information permettant de caractériser les particules dans la zone de mesure, on procède à un premier traitement pour extraire une ligne j de pixels Plfj représentative de l'image, parallèle au plan défini par l'axe (8) du laser et l'axe (7) de l'ensemble optique. In order to extract the information making it possible to characterize the particles in the measurement zone, a first treatment is carried out to extract a line of pixels P lfj representative of the image, parallel to the plane defined by the axis (8) of the laser and the axis (7) of the optical assembly.
La ligne j représentative sélectionnée est celle présentant le plus grand contraste.  The representative line selected is the one with the greatest contrast.
On enregistre la courbe d'intensité correspondant à cette ligne pour déterminer un profil en forme de cloche, dont la position du pic détermine l'indice de réfraction et le facteur de forme dépend de la distribution de tailles des particules présentes dans la zone de mesure.  The intensity curve corresponding to this line is recorded to determine a bell-shaped profile whose peak position determines the refractive index and the shape factor depends on the size distribution of the particles present in the measurement zone. .
L'analyse de cette courbe peut être réalisée par différentes méthodes.  The analysis of this curve can be performed by different methods.
Elle peut être réalisée par comparaison avec une base de courbes associées à des classes de particules, par exemple par des solutions de moindres carrées ou par un réseau bayésien.  It can be performed by comparison with a base of curves associated with particle classes, for example by least square solutions or by a Bayesian network.
Elle peut aussi être réalisée par un traitement consistant à procédé à une étape d'estimation d'un indice de référence INDref, déterminé en fonction de ladite distribution mesurée et la loi théorique d'optique générique associant un indice et une distribution théorique et une étape de calcul pour N classes Cy de tailles de particules, le nombre de particules Px appartenant à la classe Cy par une inversion matricielle [I±]It can also be carried out by a processing consisting of a step of estimating a reference index IND ref , determined as a function of said measured distribution and the theoretical law of generic optics associating an index and a theoretical distribution and a calculation step for N classes C y of particle sizes, the number of particles P x belonging to class C y by a matrix inversion [I ± ]
= [OiCy] . = [OiCy].

Claims

Revendications claims
1 — Equipement de caractérisation physique et thermochimique d'un brouillard de gouttelettes de dimensions comprises entre 1 et 500 μπι, dans une zone de mesure (ZM) et comparaison avec un profil de référence comprenant : 1 - Equipment for the physical and thermochemical characterization of a mist of droplets with dimensions of between 1 and 500 μπι, in a measurement zone (ZM) and comparison with a reference profile comprising:
- des moyens d'illumination monodimensionnel (1) susceptibles de réaliser une illumination de ladite zone de mesure (ZM) ;  - One-dimensional illumination means (1) capable of providing illumination of said measurement zone (ZM);
- des moyens de prise de vue ( 2 ) comportant au moins une caméra ( 3 ) susceptible de prendre au moins une image de ladite zone de mesure (ZM) illuminée par lesdits moyens d'illumination ; et  - Shooting means (2) comprising at least one camera (3) capable of taking at least one image of said measurement zone (ZM) illuminated by said illumination means; and
- des moyens de traitement (4) susceptibles de déterminer les valeurs dudit paramètre de caractérisation physique et thermochimique, à partir de ladite image prise par la caméra ( 3 ) ,  processing means (4) capable of determining the values of said physical and thermochemical characterization parameter, from said image taken by the camera (3),
caractérisé en ce que  characterized in that
- lesdits moyens d'illumination comprennent au moins une source monochrome émettant dans une direction Di ( 8 ) said illumination means comprise at least one monochrome source emitting in a direction Di (8)
• lesdits moyens de prise de vue ( 2 ) comprenant une optique de collimation et une caméra, orienté selon une direction D2 (7) Said imaging means (2) comprising a collimation optics and a camera, oriented in a direction D 2 (7)
o l'angle Gamma formé entre Di et D2 est égal à (Alpha ± Béta) + Thêta o the angle Gamma formed between Di and D 2 is equal to (Alpha ± Beta) + Theta
o où  o where
■ Alpha correspond à 180° moins l'angle d'arc en ciel principal correspondant à l'indice de réfraction du composant desdites gouttelettes ■ Alpha corresponds to 180 ° minus the principal rainbow angle corresponding to the refractive index of the component of said droplets
■ Béta correspond à l'ouverture de l'optique de collimation ■ Beta corresponds to the opening of the collimation optics
■ Thêta est une valeur comprise entre 0 et 20° ■ Theta is a value between 0 and 20 °
• l'équipement comportant en outre un circuit de traitement de l'image transmise par la caméra et un calculateur pour commander la numérisation et l'enregistrement les images dans une mémoire locale et pour commander : The equipment furthermore comprising an image processing circuit transmitted by the camera and a calculator for order the scanning and the recording the images in a local memory and to order:
o l'extraction d'une ligne transversale i de pixels Plfj représentative de 1 ' image numérisée o the extraction of a transverse line i of pixels P lfj representative of the digitized image
o établir une table [P±,j, Ij] de l'intensité des pixels de cette ligne o establish a table [P ±, j , I j ] of the intensity of the pixels of this line
o affecter à chacun desdits pixels Plfj l'angle de diffusion Oj associé et construire une table [Oj, Ij] o caractériser à partir de cette table [Oj, Ij] les particules présentes dans la zone de mesure. o assign to each of said pixels P lfj the associated scattering angle O j and construct a table [O j , I j ] o characterize from this table [O j , I j ] the particles present in the measurement zone.
2 - Application de l'équipement de caractérisation physique et thermochimique d'un brouillard de gouttelettes selon la revendication 1 pour la détection de risque de givrage d'une surface exposée à un flux de gouttelettes caractérisé en ce que ledit centre de ladite zone de mesure (5) est situé à une distance comprise entre 50 et 2000 millimètres, et préférentiellement entre 50 et 750 millimètres, d'une surface à protéger du givrage. 2 - Application of the physical and thermochemical characterization equipment of a mist of droplets according to claim 1 for the detection of risk of icing of a surface exposed to a droplet flow characterized in that said center of said measurement zone (5) is located at a distance of between 50 and 2000 millimeters, and preferably between 50 and 750 millimeters, from a surface to be protected from icing.
3 — Equipement de détection de risque de givrage d'une surface exposée à un flux de gouttelettes par caractérisation physique et thermochimique d'un brouillard de gouttelettes de dimensions comprises entre 1 et 500 μπι, dans une zone de mesure (5) comprenant : 3 - Equipment for detecting the risk of icing a surface exposed to a droplet flow by physical and thermochemical characterization of a mist of droplets of dimensions of between 1 and 500 μπι, in a measurement zone (5) comprising:
- des moyens d'illumination (1) susceptibles de réaliser une illumination de ladite zone de mesure (5) ; illumination means (1) capable of providing illumination of said measurement zone (5);
- des moyens de prise de vue ( 2 ) comportant au moins une caméra ( 3 ) susceptible de prendre au moins une image de ladite zone de mesure (5) illuminée par lesdits moyens d'illumination ; et - Shooting means (2) comprising at least one camera (3) capable of taking at least one image of said measuring zone (5) illuminated by said illumination means; and
- des moyens de traitement susceptibles de déterminer les valeurs dudit paramètre, à partir de ladite image prise par la caméra (3),  processing means capable of determining the values of said parameter, from said image taken by the camera (3),
caractérisé en ce que - le centre de ladite zone de mesure (5) est situé à une distance comprise entre 50 et 2000 millimètres, et préférentiellement entre 50 et 750 millimètres, d'une surface à protéger du givrage characterized in that the center of said measuring zone (5) is located at a distance of between 50 and 2000 millimeters, and preferably between 50 and 750 millimeters, from a surface to be protected from icing
- lesdits moyens d'illumination comprennent au moins une source monochrome émettant dans une direction Di ( 8 ) said illumination means comprise at least one monochrome source emitting in a direction Di (8)
• lesdits moyens de prise de vue ( 2 ) comprenant une optique de collimation associée à ladite caméra, orientés selon une direction D2 ( 7 ) Said imaging means (2) comprising a collimation optics associated with said camera, oriented in a direction D 2 (7)
o l'angle Gamma formé entre Di et D2 est égal à (Alpha ±o the angle Gamma formed between Di and D 2 is equal to (Alpha ±
Béta) + Thêta Beta) + Theta
o où  o where
■ Alpha correspond à 180° moins l'angle d'arc en ciel principal correspondant à l'indice de réfraction du composant desdites gouttelettes ■ Alpha corresponds to 180 ° minus the principal rainbow angle corresponding to the refractive index of the component of said droplets
■ Béta correspond à l'ouverture de l'optique de collimation ■ Beta corresponds to the opening of the collimation optics
■ Thêta est une valeur comprise entre 0 et 20° ■ Theta is a value between 0 and 20 °
• L'équipement comportant en outre un circuit de traitement de l'image transmise par la caméra et un calculateur pour commander l'enregistrement des images dans une mémoire locale et pour commander : • The equipment further comprising an image processing circuit transmitted by the camera and a computer for controlling the recording of images in a local memory and for controlling:
o L'extraction d'une ligne transversale i de pixels Plfj représentative de 1 ' image numérisée o The extraction of a transverse line i of pixels P lfj representative of the digitized image
o Etablir une table [P±,j, Ij] de l'intensité des pixels de cette ligne o Establish a table [P ±, j , I j ] of the intensity of the pixels of this line
o affecter à chacun desdits pixels Plfj l'angle de diffusion Oj associé et construire une table [Oj, Ij] o caractériser à partir de cette table [Oj, Ij] les particules présentes dans la zone de mesure. o assign to each of said pixels P lfj the associated scattering angle O j and construct a table [O j , I j ] o characterize from this table [O j , I j ] the particles present in the measurement zone.
4 — Equipement de détection de risque de givrage selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'étape de caractérisation des particules consiste à comparer ladite table [Oj, Ij] avec une collection de tables associées à des classes de particules. 4 - Ionization risk detection equipment according to claim 2 characterized in that the particle characterization step consists in comparing said table [O j , I j ] with a collection of tables associated with particle classes.
5 — Equipement de détection de risque de givrage selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'étape de caractérisation des particules consiste à calculer à partir de cette table [Oj, Ij] l'indice de réfraction et la distribution de taille des particules. 6 — Equipement de détection de risque de givrage selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite étape de calcul de l'indice de réfraction et la distribution de taille des particules comprend. 5 - equipment for detecting ice risk according to claim 3 characterized in that the particle characterization step consists in calculating from this table [O j , I j ] the refractive index and the size distribution of the particles. particles. 6 - equipment for detecting the risk of icing according to claim 4 characterized in that said step of calculating the refractive index and the particle size distribution comprises.
o une étape d'estimation d'un indice de référence INDref, déterminé en fonction de ladite distribution mesurée et la loi théorique d'optique générique associant un indice et une distribution théorique o a step of estimating a reference index IND ref , determined as a function of said measured distribution and the theoretical law of generic optics associating an index and a theoretical distribution
o on calcule, pour N classes Cy de tailles de particules, le nombre de particules Px appartenant à la classe Cy par une inversion matricielle [I±] = [OiCy] . o For N classes C y of particle sizes, the number of particles P x belonging to the class C y is calculated by a matrix inversion [I ±] = [OiC y ].
7 — Procédé d'étude des phénomènes de givrage d'une pièce caractérisé en ce que l'on place ladite pièce dans une soufflerie givrante produisant un brouillard de gouttelettes de dimensions comprises entre 1 et 500 μπι, et en ce que l'on réalise la caractérisation physique et thermochimique de ladite pièce à l'aide d'un équipement de détection de risque de givrage d'une surface exposée à un flux de gouttelettes conforme à l'une au moins des revendications 1 à 4. 7 - Method for studying the phenomena of icing of a room characterized in that said room is placed in an ice blower producing a mist of droplets of dimensions between 1 and 500 μπι, and in that one achieves the physical and thermochemical characterization of said piece using an equipment for detecting the risk of icing a surface exposed to a droplet flow according to at least one of claims 1 to 4.
8 — Procédé d'alerte des risques de givrage du bord d'attaque d'une aile d'un aéronef caractérisé en ce que l'on réalise la caractérisation physique et thermochimique d'une partie dudit bord d'attaque à l'aide d'un équipement de détection de risque de givrage d'une surface exposée à un flux de gouttelettes conforme à l'une au moins des revendications 1 à 4. 8 - Method for alerting the risk of icing of the leading edge of a wing of an aircraft, characterized in that the physical and thermochemical characterization of a portion of said leading edge is carried out with the aid of 'detection equipment risk of icing a surface exposed to a stream of droplets according to at least one of claims 1 to 4.
9 — Equipement de contrôle de qualité par caractérisation physique et thermochimique d'un brouillard de gouttelettes de dimensions comprises entre 1 et 500 μπι, dans une zone de mesure (ZM) et comparaison avec un profil de référence selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour réaliser une l'étape de caractérisation des particules consiste à comparer ladite table [Oj, Ij] avec une collection de tables associées à des classes de particules. 9 - Quality control equipment by physical and thermochemical characterization of a mist of droplets of dimensions between 1 and 500 μπι, in a measurement zone (ZM) and comparison with a reference profile according to claim 1, characterized in that it comprises means for performing a particle characterization step consists in comparing said table [O j , I j ] with a collection of tables associated with particle classes.
10 - Application de l'équipement de caractérisation physique et thermochimique d'un brouillard de gouttelettes selon la revendication 1 pour le contrôle de qualité. 10 - Application of the physical characterization and thermochemical equipment of a mist of droplets according to claim 1 for the quality control.
11 — Equipement de contrôle de qualité par caractérisation physique et thermochimique d'un brouillard de gouttelettes de dimensions comprises entre 1 et 500 μπι, dans une zone de mesure (ZM) et comparaison avec un profil de référence comprenant : 11 - Equipment for quality control by physical and thermochemical characterization of a fog of droplets of dimensions between 1 and 500 μπι, in a measurement zone (ZM) and comparison with a reference profile comprising:
- des moyens d'illumination monodimensionnel (1) susceptibles de réaliser une illumination de ladite zone de mesure (ZM) ;  - One-dimensional illumination means (1) capable of providing illumination of said measurement zone (ZM);
- des moyens de prise de vue (2) comportant au moins une caméra ( 3 ) susceptible de prendre au moins une image de ladite zone de mesure (ZM) illuminée par lesdits moyens d'illumination ; et  - Shooting means (2) comprising at least one camera (3) capable of taking at least one image of said measurement zone (ZM) illuminated by said illumination means; and
- des moyens de traitement (4) susceptibles de déterminer les valeurs dudit paramètre de caractérisation physique et thermochimique, à partir de ladite image prise par la caméra ( 3 ) ,  processing means (4) capable of determining the values of said physical and thermochemical characterization parameter, from said image taken by the camera (3),
caractérisé en ce que  characterized in that
- lesdits moyens d'illumination comprennent au moins une source monochrome émettant dans une direction Di ( 8 ) • lesdits moyens de prise de vue ( 2 ) comprenant une optique de collimation et une caméra, orienté selon une direction D2 (7) said illumination means comprise at least one monochrome source emitting in a direction Di (8) Said imaging means (2) comprising a collimation optics and a camera, oriented in a direction D 2 (7)
o l'angle Gamma formé entre Di et D2 est égal à (Alpha ± Béta) + Thêta o the angle Gamma formed between Di and D 2 is equal to (Alpha ± Beta) + Theta
o où  o where
■ Alpha correspond à 180° moins l'angle d'arc en ciel principal correspondant à l'indice de réfraction du composant desdites gouttelettes ■ Béta correspond à l'ouverture de l'optique de collimation ■ Alpha corresponds to 180 ° minus the principal rainbow angle corresponding to the refractive index of the component of said droplets ■ Beta corresponds to the opening of the collimation optics
■ Thêta est une valeur comprise entre 0 et 20° ■ Theta is a value between 0 and 20 °
• l'équipement comportant en outre un circuit de traitement de l'image transmise par la caméra et un calculateur pour commander la numérisation et l'enregistrement les images dans une mémoire locale et pour commander : The equipment furthermore comprising an image processing circuit transmitted by the camera and a computer for controlling the scanning and recording of the images in a local memory and for controlling:
o l'extraction d'une ligne transversale i de pixels Plfj représentative de 1 ' image numérisée o the extraction of a transverse line i of pixels P lfj representative of the digitized image
o établir une table [P±,j, Ij] de l'intensité des pixels de cette ligne o establish a table [P ±, j , I j ] of the intensity of the pixels of this line
o affecter à chacun desdits pixels Plfj l'angle de diffusion Oj associé et construire une table [Oj, Ij] o caractériser à partir de cette table [Oj, Ij] les particules présentes dans la zone de mesure. o assign to each of said pixels P lfj the associated scattering angle O j and construct a table [O j , I j ] o characterize from this table [O j , I j ] the particles present in the measurement zone.
12 - Equipement de contrôle de qualité par caractérisation physique et thermochimique d'un brouillard de gouttelettes de dimensions comprises entre 1 et 500 μπι, dans une zone de mesure (ZM) et comparaison avec un profil de référence selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour réaliser une étape de caractérisation des particules consistant à calculer à partir de cette table [Oj, Ij] l'indice de réfraction et la distribution de taille des particules. 13 — Equipement de contrôle de qualité par caractérisation physique et thermochimique d'un brouillard de gouttelettes de dimensions comprises entre 1 et 500 μπι, dans une zone de mesure (ZM) et comparaison avec un profil de référence selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour réaliser une étape de calcul de l'indice de réfraction et la distribution de taille des particules comprenant : 12 - Quality control equipment by physical and thermochemical characterization of a mist of droplets of dimensions between 1 and 500 μπι, in a measurement zone (ZM) and comparison with a reference profile according to claim 11, characterized in that it comprises means for performing a particle characterization step of calculating from this table [O j, I j] the refractive index and the distribution of particle size. 13 - Quality control equipment by physical and thermochemical characterization of a mist of droplets of dimensions between 1 and 500 μπι, in a measurement zone (ZM) and comparison with a reference profile according to the preceding claim, characterized in that it comprises means for performing a step of calculating the refractive index and the particle size distribution comprising:
o une étape d'estimation d'un indice de référence INDref, déterminé en fonction de ladite distribution mesurée et la loi théorique d'optique générique associant un indice et une distribution théorique o a step of estimating a reference index IND ref , determined as a function of said measured distribution and the theoretical law of generic optics associating an index and a theoretical distribution
o on calcule, pour N classes Cy de tailles de particules, le nombre de particules Px appartenant à la classe Cy par une inversion matricielle [!±] = [OiCy]. o For N classes C y of particle sizes, the number of particles P x belonging to the class C y is calculated by a matrix inversion [! ±] = [OiC y ].
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