EP4544277A1 - Procede et dispositif de determination d'une pression d'un liquide en ecoulement dans un canal - Google Patents

Procede et dispositif de determination d'une pression d'un liquide en ecoulement dans un canal

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Publication number
EP4544277A1
EP4544277A1 EP23744855.0A EP23744855A EP4544277A1 EP 4544277 A1 EP4544277 A1 EP 4544277A1 EP 23744855 A EP23744855 A EP 23744855A EP 4544277 A1 EP4544277 A1 EP 4544277A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
channel
interest
pressure
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23744855.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Laurence Noirez
Patrick Baroni
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.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP4544277A1 publication Critical patent/EP4544277A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G01L11/002—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by thermal means, e.g. hypsometer
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    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors

Definitions

  • the field of the invention is that of determining the pressure of a liquid flowing in a channel, and in particular in a millifluidic or even microfluidic channel.
  • Microfluidics concerns the flow of liquids in channels of submillimeter transverse dimensions, and its applications usually cover physical, chemical, life sciences, biology, medical, environment, process engineering and engineering.
  • a pressure sensor which can include a membrane or a deformable diaphragm which separates two spaces, one being the place of flow of the liquid, and the other being brought to a reference pressure.
  • the pressure difference between the two spaces leads to a deformation of the membrane, from which the measurement of the intensity of deformation (or the vibration frequency) makes it possible to deduce the pressure of the flowing liquid.
  • the pressure sensor is usually placed upstream or downstream of the channel, in an area of the fluidic circuit where the transverse dimensions are sufficiently large.
  • the pressure is therefore not measured within the microfluidic channel itself, which can lead to providing erroneous values.
  • the pressure sensor may be subject to measurement drift, in particular as it undergoes progressive degradation or clogging of the membrane, particularly during use over long periods of time.
  • the invention aims to remedy at least in part the drawbacks of the prior art, and more particularly to propose a measuring system, and its method for determining the pressure of a liquid flowing in a channel .
  • a measurement system has improved reliability insofar as the pressure is determined from a thermal measurement and a predetermined calibration function, and not indirectly from values of a remote pressure sensor whose performance is otherwise likely to degrade.
  • an object of the invention is a measuring system adapted to determine at least one pressure Pheq of a liquid of interest of compressibility k m flowing in a channel of interior radius r ⁇ t, the liquid of interest and the channel being chosen so that the product k m xr in t is less than or equal to 12.5xl0 -11 mm/Pa.
  • It includes: the channel; a flow actuator, adapted to flow the liquid of interest in the channel, so that the liquid of interest has a ratio V m /c less than or equal to 0.3, where V m is a maximum speed of the liquid of interest in the channel and where c is a speed of sound in the liquid of interest; a thermal measuring device, adapted to measure at least one temperature Theq of the liquid of interest flowing in the channel; and a processing unit, adapted to determine the pressure Pheq from the measured temperature Theq and a predetermined calibration function f, expressing an evolution of a difference in pressure AP between the pressure Pheq and a reference pressure P eq predefined temperature of the liquid of interest at rest in the channel, as a function of a temperature difference AT between the measured temperature Theq and a predefined reference temperature T eq of the liquid of interest at rest in the channel.
  • the temperature difference AT between the measured value Theq and the predefined value T eq can be determined by the processing unit.
  • the predefined T eq value can be saved in a memory of the processing unit.
  • this temperature difference AT can be determined by the thermal measuring device itself, which would then integrate the predefined value T eq in a memory and provide the AT value directly to the processing unit.
  • This variation or evolution can be positive or negative.
  • the channel may have a length less than or equal to 5cm.
  • the flow actuator may include conduits connecting the channel to a pump and to a reservoir of the liquid of interest, the conduits having an interior radius greater than n n t.
  • the thermal measuring device can be adapted to detect infrared radiation emitted by the liquid of interest and transmitted by a peripheral wall of the channel and to deduce the temperature Theq, the peripheral wall being made of a material transparent to infrared radiation.
  • the thermal measuring device may include at least one thermal contact sensor, placed in contact with a peripheral wall of the channel.
  • the thermal contact sensor can be placed in contact with an exterior face of the peripheral wall, the latter being made of a thermally conductive material so that the temperature of the exterior face is equal to the temperature Theq of the liquid .
  • the channel may have an internal diameter dint of between lOpm and 1mm.
  • the thermal measuring device can be adapted to acquire a thermal image of the liquid of interest, and the processing unit can be adapted to determine a pressure image from the acquired thermal image and the function of calibration f.
  • Another object of the invention is a method for determining a pressure Pheq of a liquid of interest moving in the channel of the measuring system according to any of the preceding characteristics, the method comprising a phase measurement comprising the following steps: o choice of a liquid of interest with compressibility k m and the channel with interior radius n n t, so that a product k m xr in t is less than or equal to 12.5xio -11 mm/Pa; o causing the liquid of interest to flow in the channel at a flow rate predefined by the flow actuator, so that it has a ratio V m /c less than or equal to 0.3, where V m is a maximum speed of the liquid in the channel and where c is a speed of sound in the liquid of interest; o measurement of a temperature Theq of the liquid of interest flowing in the channel by the thermal measuring device, and determination of a temperature difference AT then non-zero between the measured temperature Theq and a predefined reference temperature T eq of the liquid of interest
  • the method may include a calibration phase, carried out before the measurement phase, comprising the following steps: o choice of a liquid of compressibility k c and of a channel of interior radius r,nt of a system of calibration, so that a product k c xri n t is less than or equal to 12.5xl0 -11 mm/Pa; o causing the liquid to flow in the channel by a flow actuator of the calibration system at a predefined flow rate, so that it has a ratio V m /c less than or equal to 0.3, where V m is a maximum speed of the liquid in the channel and where c is a speed of sound in the liquid; o measurement of a temperature Theq of the liquid flowing in the channel by a thermal measuring device of the calibration system, and determination of a temperature difference AT then non-zero between the measured temperature Theq and a predefined reference temperature T eq liquid at rest; o measurement of a pressure Pheq of the liquid flowing in the channel by a
  • the liquid of interest can be chosen from water, an alcohol and glycerol.
  • the liquid of interest may be identical to the liquid used during the calibration phase
  • the flow of the liquid of interest can be carried out by suction, so that the measured temperature Theq is then lower than the reference temperature T eq and corresponds to a cooling of the liquid of interest; or can be carried out by discharge, so that the measured temperature Theq is then higher than the reference temperature T eq and corresponds to a heating of the liquid of interest.
  • the channel can be made of a thermally conductive material, and in thermal contact with an external device, so that the cooling or heating of the liquid of interest leads respectively to cooling or heating of the external device.
  • Figure IA is a schematic and partial view of a measuring system according to one embodiment, adapted to determine the pressure of a liquid flowing in a channel
  • Figure IB is a schematic and partial view, in longitudinal section, of the channel of the measuring system
  • Figure IC is a schematic and partial view, in cross section, of the channel and the thermal measuring device of the measuring system
  • Figure 2A illustrates an example of a calibration function f expressing an evolution of a pressure difference AP as a function of a temperature difference AT
  • Figure 2B is a schematic and partial view of a calibration system according to one embodiment, adapted to determine the calibration function f
  • Figure 3 is a flowchart of a method for determining the pressure of the liquid flowing in the channel, here comprising a preliminary phase for determining the calibration function f.
  • the invention relates to the determination of a pressure Pheq of a liquid flowing in a channel, not from a dedicated pressure sensor, but from a measurement of a temperature of the liquid (and more precisely a temperature difference AT) and by means of a predetermined calibration function f.
  • the liquid whose pressure is to be determined here is subsequently called 'liquid of interest', to distinguish it from the liquid used to first establish the calibration function.
  • the liquid of interest like the calibration liquid, is a liquid of density p, dynamic viscosity p, and compressibility k.
  • a liquid In the usual theoretical framework of fluid mechanics, a liquid is considered to be incompressible when its volume and, consequently, the density of each liquid particle, remains constant during the movement.
  • the density p is a constant throughout the flow and at all times. This is particularly the case when the corresponding Mach number is low, usually less than 0.3, or even less than 0.1, or less.
  • thermoelasticity linked to mesoscale shear elasticity can be found in particular in the article by Kume et al. entitled Strain-induced violation of temperature uniformity in mesoscale liquids, Sci Rep, 10, 13340 (2020).
  • the inventors have developed a measuring system and a method for determining the pressure of the liquid, taking advantage of this thermoelastic effect applied to the flow in channels whose characteristic dimension r,nt respects the condition on the product kxr int .
  • Such a measurement system makes it possible to overcome the disadvantages of the pressure sensors of the prior art mentioned above, insofar as the pressure of the flowing liquid is determined in situ in a measurement zone of the channel, from a thermal measurement (therefore by a measurement which does not disturb the flow of the liquid), and a predetermined calibration function.
  • thermoelastic effect differs from heating linked to a viscous friction type effect (such an effect is not able to cause cooling some cash).
  • Figure IA is a schematic and partial view of a measuring system 1 according to one embodiment, adapted to determine a pressure of a liquid of interest flowing in a channel 10.
  • Figures IB and IC are schematic and partial views, in longitudinal and transverse sections, of the channel 10 of the measuring system 1 of fig.lA.
  • the measuring system 1 comprises the channel 10, a device 20 for setting in motion the liquid of interest in the channel 10 (called flow actuator), a suitable thermal measuring device 30 to measure a temperature of the liquid in the channel 10, and a processing unit 40 adapted to determine the pressure of the liquid in the channel 10 from the measured temperature (and more precisely from a temperature difference AT) and from the predetermined calibration function f.
  • the channel 10 is a flow conduit formed of a peripheral wall 11 having an interior face 12, which delimits the liquid passage section, and an opposite exterior face 13.
  • the channel 10 extends longitudinally between a first end 10.1 and a second end 10.2, over a length L.
  • the straight section (transverse section) of fluid flow of the channel 10 can be of circular (tube) or oval shape, or of polygonal shape for example square, octagonal, etc.
  • the channel 10 preferably has an aspect ratio equal to 1, the aspect ratio being defined from two internal transverse dimensions of the channel 10 orthogonal to each other.
  • the internal radius r,nt is equal to half the diameter dint- In the remainder of the description, by way of illustration, the channel 10 is a cylindrical tube of circular section.
  • the interior radius r,nt is chosen as a function of the value of the compressibility k m of the liquid so that the following condition is verified: k m xr in t ⁇ 12.5xl0 -11 mm/Pa.
  • k m xr in t ⁇ 12.5xl0 -11 mm/Pa.
  • the interior radius r,nt of the channel 10 can be of the order of a few microns, even tens or hundreds of microns, or even in the order of a millimeter or tens of millimeters.
  • the internal diameter dint can be between lpm and 10mm, or even be between lOpm and 1mm.
  • the channel 10 can extend in a rectilinear manner over its entire length, or even in a curved manner. It can also be straight or curved in the thermal measurement area. Its diameter d, n t can be constant over its entire length, or can vary. The length L can be less than or equal to 5cm if one wishes to limit or avoid the presence of thermal instabilities along the longitudinal axis of the channel 10.
  • the peripheral wall 11 of the channel 10 can be made of a material transparent to infrared light radiation, for example in LWIR (Long Wavelength Infrared, in English), in the case where the thermal measuring device 30 is based on a measurement by infrared detection.
  • the thermal measuring device 30 comprises one or more thermistors located in contact with the exterior face 13 of the peripheral wall 11, the latter is made of a material having sufficient thermal conductivity so that the exterior face 13 has a temperature equal to that of the liquid.
  • the material of the peripheral wall 11 depends on the type of thermal measuring device 30 used, as described in detail later.
  • the liquid of interest is a material which can flow in the channel. It may be, for example, a viscous liquid, Newtonian or not, such as water, glycerol, an alcohol, a molten polymer, physiological or organic liquids (blood, lymph, serum, etc.). .), colloidal solutions, among others. It has a dynamic viscosity p m , a density p m , and a compressibility k m .
  • the compressibility k m can be equal to a few units or a few hundred 10 11 Pa 1 . For example, k m is equal to 3.7xio -11 Pa 1 for mercury, to 45.8xl0 -11 Pa 1 for water, and to HOxlO 11 Pa 1 for ethanol.
  • the liquid of interest with compressibility k m and the channel 10 with interior radius r,nt are chosen so that the following condition is verified: k m xr in t ⁇ 12.5xl0 -11 mm/Pa .
  • the liquid flowing in channel 10 presents a homogeneous thermoelastic effect which leads to a variation of the temperature Theq of the liquid relative to the temperature T eq of the liquid at rest.
  • the measuring system 1 comprises a flow device 20, also called a flow actuator, adapted to ensure a flow of the liquid of interest in the channel 10 at a predefined flow rate D which may or may not be constant.
  • the flow can thus be continuous in one direction or dependent on time and can have a flow rate which can vary or remain constant.
  • the flow actuator 20 thus comprises at least one pump 21 (that is to say a device adapted to set the liquid in motion by delivery or suction), at least one reservoir 22 of the liquid of interest , and connection conduits 23 which ensures the fluid connection of the channel 10 to the pump 21 and to the reservoir 22.
  • the pump(s) 21 are connected directly to the conduits 23, and are not located in the channel 10 so as to avoid disrupt the flow of the liquid in channel 10 and thus avoid degrading the quality of the measurement of the temperature of the liquid.
  • the measuring system 1 comprises a single pump 21, arranged between the reservoir 22 and the first end 10.1 of the channel 10. It may be a micropump, such as a peristaltic micropump, or any equivalent device (syringe pump for example).
  • the pump 21 is adapted to ensure the flow of liquid in the channel 10 at a predefined flow rate D, which may or may not be constant.
  • a flow meter 24 is preferably connected to channel 10, and is here located between pump 21 and the first end 10.1 of channel 10. From the value measured by flow meter 24, the value of the flow rate can be deduced. D of the liquid in the channel 10.
  • the pump 21 is configured so that the flow rate of the liquid in the channel 10 is less than or equal to a predefined maximum value D m if it is desired to avoid the presence of thermal instabilities following the longitudinal axis of channel 10.
  • the maximum flow rate D m depends in particular on the nature of the liquid, and is approximately 416mm 3 /s in the case of water, and 2.5mm 3 /s for alcohol.
  • the reservoir 22 of the liquid is connected here to the two ends of the channel 10.
  • the liquid there has a predefined pressure, which can here be the atmospheric pressure P atm .
  • This pressure also corresponds to the reference pressure P eq of the liquid when it is at rest in the channel
  • the connecting conduits 23 therefore ensure the fluid connection between the reservoir 22, the pump 21 and the channel 10. They have an internal diameter which can be greater than the diameter dint of the channel 10, for example by a ratio 2, 5, 10 or even more.
  • a second pump can be located between the reservoir 22 and the second end 10.2.
  • several tanks can be used.
  • the tank(s) may also contain the liquid of interest at excess pressure, in which case the pump(s) may not be necessary, and a valve is provided to allow or block the flow of the liquid.
  • the arrangement of the pump 21 with respect to the channel 10 and the direction of the imposed flow define the type of mechanical stress, in compression or tension, experienced by the liquid in the channel 10, and therefore the sign of the temperature variation AT (heating or cooling).
  • thermodynamic equilibrium a direction of flow oriented from the first end 10.1 to the second end 10.2 leads to the liquid in channel 10 undergoes mechanical stress in compression, resulting in heating by thermoelastic effect.
  • T eq and P eq the temperature and pressure of the liquid at rest in channel 10 (“eq” corresponds to “in thermodynamic equilibrium”), and Theq and Pheq the temperature and pressure of the liquid flowing in the channel 10 (“heq” corresponds to “out of thermodynamic equilibrium”).
  • the liquid flowing in the channel 10 undergoes a mechanical stress in tension, resulting in cooling by thermoelastic effect.
  • the liquid then has a temperature difference AT of negative sign and a pressure difference AP of negative sign as well.
  • thermoelastic effect leads to the temperature Theq and the pressure Pheq of the liquid flowing in the channel 10 being substantially constant along the longitudinal axis of the channel 10 (in the case where there is no no flow instability), while the temperature in the conduits 23 can be substantially equal to the reference temperature (ambient temperature), and the difference in pressure between a high pressure imposed by the pump 21 and the pressure ambient temperature of the tank 22 induces the flow of the liquid.
  • the fact that the pressure of the liquid flowing in channel 10 is substantially constant is due to the fact that, when the pump 21 is activated, the liquid present in the channel 10 first resists the flow due to interactions with the peripheral wall 11 up to a certain threshold, then is set in motion. The thermoelastic coupling is then present, so that the liquid has a temperature Theq and a pressure Pheq spatially substantially constant along the longitudinal axis of the channel 10 which corresponds to the state out of thermodynamic equilibrium of the liquid.
  • the measuring system 1 also comprises a thermal measuring device 30, adapted to determine a value of the temperature of the liquid in the channel 10. It can be of the non-contact type, for example by optical detection of infrared radiation , or contact type.
  • the thermal measuring device 30 is of the non-contact type, and comprises a photodetector 31 of light radiation emitted or coming from the liquid present in the channel 10, for example infrared radiation.
  • the photodetector 31 can be a matrix (imager) or non-matrix (photodiode) photodetector. It can be a bolometer or a microbolometer, be a CCD or CMOS sensor (or equivalent, for example BS-CMOS, etc.), or even an optical pyrometer.
  • the light radiation to be detected can be located in the infrared, that is to say whose wavelength is between approximately 0.7 pm and 16 pm.
  • NIR near infrared
  • SWIR Short Wavelength Infrared
  • MWIR mid-infrared
  • LWIR Long Wavelength Infrared
  • a matrix photodetector 31 (imager) is used, which comprises a matrix of microbolometers forming 382x288 detection pixels. Each detection pixel has dimensions of 20 pm on a side in the focal plane.
  • the thermal sensitivity is of the order of ⁇ 0.02°C in a nominal range of approximately 15-25°C.
  • the thermal measuring device 30 also comprises one or more optical elements 32 for shaping the incident light radiation, for example one or more lenses.
  • the depth of field depends in particular on the liquid and can be of the order of a hundred microns, or even more.
  • the detected thermal image corresponds to a measurement zone of the channel 10, which may have a height H zm at least equal to the diameter dint of the channel 10, and a length L zm which may be equal to one or more times dint , for example equal to approximately 5mm.
  • the thermal measuring device 30 determines a temperature value of the liquid in the channel 10.
  • This value can be an average, possibly weighted, calculated from the values of the thermal image or a map detailed thermal. We can thus give more weight, or not, to the values distant from the peripheral wall 11.
  • the determined value thus corresponds to the temperature T of the liquid in the channel 10, that is to say to the temperature T eq when the liquid is at rest, and the temperature Theq when the liquid is flowing.
  • This temperature value is transmitted to the processing unit 40.
  • the thermal image (thermal mapping) is transmitted to the processing unit 40, which will deduce a pressure image (pressure mapping).
  • the peripheral wall 11 is formed of a material, which is transparent to the light radiation to be detected, that is to say the transmission coefficient is at least equal to 50%, or even 75%, or even 90% of the light radiation to be detected, or opaque to the light radiation to be detected but having a high thermal conductivity coefficient so that the light radiation is that emitted by the exterior face 13 of the peripheral wall 11.
  • a transparent material can be calcium fluoride (CaF2), germanium (Ge), potassium bromide (KBr), or certain plastic materials, among others.
  • the thickness of the peripheral wall 11 is preferably less than or equal to the internal diameter dint.
  • the thermal measuring device 30 may comprise one or more thermal contact sensors, each formed of a thermistor material located in contact with the peripheral wall.
  • the thermistor material is in contact with the interior face 12 of the peripheral wall 11, it is in contact with the liquid, and is connected to the processing unit 40 by means of an electrical cable passing through the peripheral wall 11 waterproof manner.
  • the thermistor material is in contact with the exterior face 13 of the peripheral wall 11, in which case the peripheral wall 11 is made of a thermally conductive material so that the temperature of the exterior face 13 of the peripheral wall 11 is substantially equal to that of the liquid, or so that the temperature of the liquid can be deduced from the temperature of the peripheral wall 11 by means of a predefined physical model of thermal conductivity.
  • the processing unit 40 is adapted to determine the pressure of the liquid in the channel 10, from the part of the temperature T eq measured by the thermal measuring device 30 (and more precisely from a temperature difference AT) and on the other hand the calibration function f. It therefore comprises a computer comprising at least one microprocessor and at least one memory where the calibration function f is stored. As indicated previously, the processing unit 40 can receive at least one temperature value, for example one or more thermal values, and for example a thermal image (thermal mapping), to deduce at least one corresponding pressure value, or even a pressure image (pressure mapping).
  • This is a continuous function which is preferably an affine function, but it can also be a polynomial, logarithmic, or even exponential function. It is configured during the preliminary calibration phase, as detailed below.
  • the temperature difference AT when the temperature difference AT is zero, the pressure difference AP is also zero.
  • the temperature difference AT can have positive values (heating) so that the pressure difference AP is also positive (liquid in compression), but it can also have negative values (cooling) so that the pressure difference AP is also negative (liquid in tension).
  • FIG. 2A illustrates an example of such a calibration function f, determined for water flowing in a tubular channel 10 of 0.3 mm in diameter, where the temperature T eq of the liquid at rest is the temperature ambient temperature of approximately 20°C.
  • the temperature was measured by means of a thermal contact sensor, the peripheral wall of channel 10 being made of a material opaque to infrared radiation, here silicate glass, having high thermal conductivity.
  • the peripheral wall 11 also has an external diameter of 0.8mm.
  • of 0.34°C ⁇ 0.02°C leads to a variation
  • the pressure difference is AP is between -lbar and +lbar, and preferably between -0.5bar and +0.5bar.
  • Figure 2B is a schematic and partial view of an example of a calibration system 100, adapted to determine the calibration function f which is then recorded in the processing unit 40 of the measurement system 1.
  • the calibration system 100 is similar to the measurement system 1, in the sense that it comprises a channel 110, a flow actuator 120, a thermal measuring device 130 and a processing unit 140. However, at the Unlike the measurement system 1, it comprises at least one pressure sensor 150 adapted to measure the pressure of the liquid in the channel 10.
  • the pressure sensor 150 can be a strain gauge, capacitive, piezoelectric, etc. type sensor. ... Several pressure sensors 150 can be arranged along the channel 10, so as to obtain a more precise value of the pressure of the liquid.
  • channel 110 is identical in dimensions to that of measuring system 1.
  • the calibration system 100 and the measurement system 1 are advantageously two distinct systems, so that the calibration system 100 is used to determine the calibration function f only once, and the measurement system 1 is then used to determine the pressure of the liquid flowing in channel 10 from the calibration function f thus determined. It may be the same system, where the measurement system 1 corresponds to the calibration system 100 in which the pressure sensor(s) 150 would have been removed. Note that the liquid whose pressure is to be determined by the measuring system 1 may be different from that which made it possible to determine the calibration function f, except that they obviously both check the condition on the product kxr int . Preferably, these two liquids have the same compressibility value k (within 10%, or even within 5%, or even less), and preferably they are the same liquids.
  • Figure 3 illustrates different stages of a method for determining the pressure of the liquid flowing in channel 10 of a measuring system 1, as well as a preliminary phase for determining the calibration function f.
  • the calibration phase 10 is first carried out by the calibration system 100.
  • a liquid of density p c , of viscosity p c and of compressibility k c is chosen.
  • a channel 110 of interior radius Tint- The liquid and the channel 110 are therefore chosen so that the product k c xri n t is less than or equal to 12.5xl0 -11 mm/Pa.
  • the channel 110 has a length L less than or equal to 5cm, and the internal diameter dint is less than or equal to 1mm, and preferably between lOpm and 1mm.
  • the liquid is present at rest in channel 110.
  • the temperature T eq and the pressure P eq of the liquid at rest are defined and they are recorded in the processing unit 140 of the processing system. calibration 100. These values can simply be defined by the user (without measurements), or can have been previously measured, for example by means of the thermal measuring device 130 or another temperature sensor (not shown), by means of the pressure sensor 150 or another pressure sensor (not shown).
  • the flow actuator 120 sets in motion the liquid in the channel 110 (constant flow in this example). More precisely, the pump 121 ensures the flow of liquid from the reservoir 122, so that it flows into the conduits 123 and into the channel 110, to return here to the reservoir.
  • the flow rate D of the liquid in the channel 110 is measured so as to ensure that it does not exceed a predefined maximum value D m , a value which depends on the nature some cash. Thus, in the context of water, the flow takes place without the flow rate exceeding approximately 416 mm 3 /s in channel 110.
  • a step 14 while the liquid is flowing in the channel 110 at a flow rate D(,), the temperature Theq(i) of the liquid in the channel 110 is measured by means of the thermal measuring device 130, as well as its pressure Pheq(i) by means of the pressure sensor 140.
  • the increment i thus varies from 1 to N, where N is the total number of measurements carried out.
  • the processing unit 140 determines the calibration function f, that is to say it determines the parameters of the function (for example the constant P in the case of an affine function) from the measured values of temperature and pressure differences, for example by linear regression.
  • the calibration system 100 has thus determined the calibration function f, which is then transferred if necessary to the processing unit 40 of the measurement system 1.
  • the measurement phase 20 of the pressure of the liquid of interest can then be carried out by the measurement system 1.
  • the liquid of interest is chosen. It is, just like the liquid used for calibration, a liquid. It has a density p m , a viscosity p m and a compressibility k m equal to k c at 10%, that is to say within 10% or even less.
  • the liquid of interest is identical to the liquid used for the calibration.
  • the product k m xr in t verifies the condition k m xr in t ⁇ 12.5xl0 -11 mm/Pa, and this product is equal to the product k c xri n t (within 10% or even less).
  • the liquid is present at rest in channel 10, and the temperature T eq and the pressure P eq are defined and recorded in the processing unit 40. These values can be directly taken from those recorded in the calibration system 100. Alternatively, they can be defined and recorded by the user in the processing unit 40 without having been directly measured.
  • the temperature T eq can be measured using the thermal measuring device 30 (or another temperature sensor not shown).
  • the pressure P eq can be measured by a pressure sensor (not shown) placed for example at the level of the tank 22 or a conduit 23.
  • the flow actuator 20 sets in motion the liquid in the channel 10 (constant flow in this example).
  • the flow rate D is less than or equal to the predefined maximum value D m .
  • the liquid of interest therefore exhibits heating (AT>0) or cooling (AT ⁇ 0) by thermoelastic effect, depending on the direction of flow imposed by the flow actuator 20.
  • the processing unit 40 determines the pressure difference AP from the calibration function f and the value obtained from the temperature difference AT.
  • the measuring system 1 makes it possible to determine the non-equilibrium pressure Pheq of the liquid flowing in the channel 10, without having to measure the pressure of the liquid flowing in the channel, and this by taking advantage of a thermoelastic effect highlighted by the inventors.
  • the reliability of the measuring system 1 is improved to the extent that the pressure is not determined by a dedicated pressure sensor remote, local and susceptible to deterioration but by a thermal measurement and a calibration function.

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Abstract

L'invention porte sur un système de mesure (1), adapté à déterminer une pression Pheq d'un liquide d'intérêt de compressibilité km en écoulement dans un canal de rayon rint, lesquels sont choisis tels que le produit kmxrint est inférieur ou égal à 12.5x10-11 mm/Pa, et comportant : un actionneur d'écoulement (20), pour mettre en écoulement le liquide d'intérêt dans le canal (10) à un nombre de Mach inférieur ou égal à 0.3; un dispositif de mesure thermique (30), pour mesurer une température Theq du liquide d'intérêt en écoulement dans le canal (10); une unité de traitement (40), adaptée à déterminer la pression Pheq à partir de la température Theq mesurée et d'une fonction de calibration prédéterminée f.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE DETERMINATION D'UNE PRESSION D'UN LIQUIDE EN ECOULEMENT
DANS UN CANAL
DOMAINE TECHNIQUE
[001] Le domaine de l'invention est celui de la détermination d'une pression d'un liquide en écoulement dans un canal, et en particulier dans un canal millifluidique voire microfluidique.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
[002] La microfluidique concerne l'écoulement des liquides dans des canaux de dimensions transversales submillimétriques, et ses applications couvrent habituellement les sciences physiques, chimiques, du vivant, biologie, médical, environnement, génie des procédés et ingénierie.
[003] Selon les applications, il peut être important de connaître la pression du liquide en écoulement dans un canal microfluidique. Pour cela, on utilise habituellement un capteur de pression qui peut comporter une membrane ou un diaphragme déformable qui sépare deux espaces, l’un étant le lieu d’écoulement du liquide, et l’autre étant porté à une pression de référence. La différence de pression entre les deux espaces conduit à une déformation de la membrane, dont la mesure de l'intensité de déformation (ou de la fréquence de vibration) permet de déduire la pression du liquide en écoulement. Cependant, en raison des dimensions de la membrane, le capteur de pression est habituellement disposé en amont ou en aval du canal, dans une zone du circuit fluidique où les dimensions transversales sont suffisamment grandes. La pression n'est donc pas mesurée au sein même du canal microfluidique, ce qui peut conduire à fournir des valeurs erronées. De plus, le capteur de pression peut être sujet à une dérive de mesure, notamment qu'il subit une dégradation ou un encrassement progressif de la membrane, notamment lors d'une utilisation sur des temps longs.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
[004] L'invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l'art antérieur, et plus particulièrement de proposer un système de mesure, et son procédé de détermination de la pression d'un liquide en écoulement dans un canal. Un tel système de mesure présente une fiabilité améliorée dans la mesure où la pression est déterminée à partir d'une mesure thermique et d'une fonction de calibration prédéterminée, et non pas de manière indirecte à partir de valeurs d'un capteur de pression déporté dont les performances sont par ailleurs susceptibles de se dégrader.
[005] Pour cela, un objet de l'invention est un système de mesure adapté à déterminer au moins une pression Pheq d'un liquide d'intérêt de compressibilité km en écoulement dans un canal de rayon intérieur r^t, le liquide d'intérêt et le canal étant choisis de sorte que le produit kmxrint est inférieur ou égal à 12.5xl0-11 mm/Pa. Il comporte : le canal ; un actionneur d'écoulement, adapté à mettre en écoulement le liquide d'intérêt dans le canal, de sorte que le liquide d'intérêt présente un rapport Vm/c inférieur ou égal à 0.3, où Vm est une vitesse maximale du liquide d'intérêt dans le canal et où c est une vitesse du son dans le liquide d'intérêt ; un dispositif de mesure thermique, adapté à mesurer au moins une température Theq du liquide d'intérêt en écoulement dans le canal ; et une unité de traitement, adaptée à déterminer la pression Pheq à partir de la température Theq mesurée et d'une fonction de calibration prédéterminée f, exprimant une évolution d'un écart en pression AP entre la pression Pheq et une pression de référence Peq prédéfinie du liquide d'intérêt au repos dans le canal, en fonction d'un écart en température AT entre la température mesurée Theq et une température de référence Teq prédéfinie du liquide d'intérêt au repos dans le canal.
[006] L'écart en température AT entre la valeur Theq mesurée et la valeur Teq prédéfinie peut être déterminé par l'unité de traitement. La valeur Teq prédéfinie peut être enregistrée dans une mémoire de l'unité de traitement. En variante, cet écart en température AT peut être déterminée par le dispositif de mesure thermique lui-même, qui intégrerait alors la valeur Teq prédéfinie dans une mémoire et fournirait la valeur AT directement à l'unité de traitement.
[007] La fonction de calibration f exprime une variation, c'est-à-dire une évolution, de l'écart en pression AP en fonction de l'écart en température AT : AP = f(AT). On comprend donc que les termes 'variation' et 'évolution' ont la même signification. Cette variation ou évolution peut être positive ou négative. Par ailleurs, la fonction de calibration f peut être une fonction affine définie par la relation : AP = pxAT, où P est une constante prédéterminée, positive ou négative (et par exemple positive), avec AP=Pheq-Peq et AT=Theq-Teq.
[008] Le canal peut présenter une longueur inférieure ou égale à 5cm.
[009] Il peut être rectiligne sur toute sa longueur et présenter un rayon intérieur r,nt constant.
[0010] L'actionneur d'écoulement peut comporter des conduits raccordant le canal à une pompe et à un réservoir du liquide d'intérêt, les conduits présentant un rayon intérieur supérieur à nnt.
[0011] Le dispositif de mesure thermique peut être adapté à détecter un rayonnement infrarouge émis par le liquide d'intérêt et transmis par une paroi périphérique du canal et à déduire la température Theq, la paroi périphérique étant réalisée en un matériau transparent au rayonnement infrarouge.
[0012] Le dispositif de mesure thermique peut comporter au moins un capteur thermique de contact, disposé au contact d'une paroi périphérique du canal.
[0013] Le capteur thermique de contact peut être disposé au contact d'une face extérieure de la paroi périphérique, celle-ci étant réalisée en un matériau conducteur thermique de sorte que la température de la face extérieure est égale à la température Theq du liquide.
[0014] Le canal peut présenter un diamètre intérieur dint compris entre lOpm et 1mm.
[0015] Le dispositif de mesure thermique peut être adapté à acquérir une image thermique du liquide d'intérêt, et l'unité de traitement peut être adaptée à déterminer une image de pression à partir de l'image thermique acquise et de la fonction de calibration f.
[0016] Un autre objet de l'invention est un procédé de détermination d'une pression Pheq d'un liquide d'intérêt en mouvement dans le canal du système de mesure selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes, le procédé comportant une phase de mesure comportant les étapes suivantes : o choix d'un liquide d'intérêt de compressibilité km et du canal de rayon intérieur nnt, de sorte qu'un produit kmxrint est inférieur ou égal à 12.5xio-11 mm/Pa ; o mise en écoulement du liquide d'intérêt dans le canal à un débit prédéfini par l'actionneur d'écoulement, de sorte qu'il présente un rapport Vm/c inférieur ou égal à 0.3, où Vm est une vitesse maximale du liquide dans le canal et où c est une vitesse du son dans le liquide d'intérêt ; o mesure d'une températureTheq du liquide d'intérêt en écoulement dans le canal par le dispositif de mesure thermique, et détermination d'un écart en température AT alors non nul entre la température mesurée Theq et une température de référence Teq prédéfinie du liquide d'intérêt au repos ; o détermination de la pression Pheq du liquide d'intérêt par l'unité de traitement, à partir de l'écart en température AT déterminé, et d'une fonction de calibration prédéterminée f, exprimant une évolution d'un écart en pression AP entre la pression Pheq du liquide d'intérêt en écoulement dans le canal et une pression de référence Peq prédéfinie du liquide d'intérêt au repos, en fonction de l'écart en température AT.
[0017] Le procédé peut comporter une phase de calibration, effectuée avant la phase de mesure, comportant les étapes suivantes : o choix d'un liquide de compressibilité kc et d'un canal de rayon intérieur r,nt d'un système de calibration, de sorte qu'un produit kcxrint est inférieur ou égal à 12.5xl0-11 mm/Pa ; o mise en écoulement du liquide dans le canal par un actionneur d'écoulement du système de calibration à un débit prédéfini, de sorte qu'il présente un rapport Vm/c inférieur ou égal à 0.3, où Vm est une vitesse maximale du liquide dans le canal et où c est une vitesse du son dans le liquide ; o mesure d'une température Theq du liquide en écoulement dans le canal par un dispositif de mesure thermique du système de calibration, et détermination d'un écart en température AT alors non nul entre la température mesurée Theq et une température de référence Teq prédéfinie du liquide au repos ; o mesure d'une pression Pheq du liquide en écoulement dans le canal par un capteur de pression du système de calibration, et détermination d'un écart en pression AP alors non nul entre la pression mesurée Pheq et une pression de référence Peq prédéfinie du liquide au repos ; o réitération des étapes de mesures de la température Theq et de la pression Pheq pour différents débits du liquide dans le canal ; o détermination de la fonction de calibration f, par une unité de traitement du système de calibration à partir des différentes valeurs de l'écart en température AT et des valeurs correspondantes de l'écart en pression AP.
[0018] Le liquide d'intérêt peut être choisi parmi l'eau, un alcool et le glycérol.
[0019] Le liquide d'intérêt peut être identique au liquide utilisé lors de la phase de calibration
[0020] La mise en écoulement du liquide d'intérêt peut être effectuée par aspiration, de sorte que la température mesurée Theq est alors inférieure à la température de référence Teq et correspond à un refroidissement du liquide d'intérêt ; ou peut être effectuée par refoulement, de sorte que la température mesurée Theq est alors supérieure à la température de référence Teq et correspond à un réchauffement du liquide d'intérêt.
[0021] Le canal peut être réalisé en un matériau thermiquement conducteur, et au contact thermique d'un dispositif externe, de sorte que le refroidissement ou le réchauffement du liquide d'intérêt entraîne respectivement un refroidissement ou un réchauffement du dispositif externe.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0022] D’autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure IA est une vue schématique et partielle d'un système de mesure selon un mode de réalisation, adapté à déterminer la pression d'un liquide en écoulement dans un canal ; la figure IB est une vue schématique et partielle, en coupe longitudinale, du canal du système de mesure ; la figure IC est une vue schématique et partielle, en coupe transversale, du canal et du dispositif de mesure thermique du système de mesure ; la figure 2A illustre un exemple d'une fonction de calibration f exprimant une évolution d'un écart en pression AP en fonction d'un écart en température AT ; la figure 2B est une vue schématique et partielle d'un système de calibration selon un mode de réalisation, adapté à déterminer la fonction de calibration f ; la figure 3 est un organigramme d'un procédé de détermination de la pression du liquide en écoulement dans le canal, comportant ici une phase préalable de détermination de la fonction de calibration f.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
[0023] Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux. Sauf indication contraire, les termes « sensiblement », « environ », « de l'ordre de » signifient à 10% près, et de préférence à 5% près. Par ailleurs, les termes « compris entre ... et ... » et équivalents signifient que les bornes sont incluses, sauf mention contraire.
[0024] L'invention porte sur la détermination d'une pression Pheq d'un liquide en écoulement dans un canal, non pas à partir d'un capteur de pression dédié, mais à partir d'une mesure d'une température du liquide (et plus précisément d'un écart en température AT) et au moyen d'une fonction de calibration f prédéterminée. Le liquide dont il s'agit ici de déterminer la pression est appelé par la suite 'liquide d'intérêt', pour ainsi le distinguer du liquide utilisé pour établir au préalable la fonction de calibration. Le liquide d'intérêt, comme le liquide de calibration, est un liquide de masse volumique p, de viscosité dynamique p, et de compressibilité k. [0025] Dans le cadre théorique habituel de la mécanique des fluides, on considère un liquide comme étant incompressible lorsque son volume et, par conséquent, la masse volumique de chaque particule liquide, reste constant au cours du mouvement. Aussi, la masse volumique p est une constante dans tout l'écoulement et en tout instant. C'est en particulier le cas lorsque le nombre de Mach correspondant est faible, habituellement inférieur à 0.3, voire inférieur à 0.1, ou moins. Le nombre de Mach est défini par la relation : Ma = Vm/c où Vm est la vitesse maximale du liquide en écoulement et c la vitesse du son dans le liquide en question.
[0026] Ainsi, dans un liquide incompressible, puisque le champ de vitesse est par définition à divergence nulle, les effets de dilatation et de compression du liquide sont supposés inexistants. Ainsi, les équations du modèle classique de mécanique des liquides pour un liquide incompressible (équations de continuité, de dynamique et d'énergie) conduisent à découpler le problème dynamique (vitesse, pression) du problème thermique. Ainsi, en écoulement incompressible, on considère habituellement que la pression du liquide n'a pas d'influence thermodynamique, et que les problèmes dynamique et thermique peuvent être résolus indépendamment l'un de l'autre.
[0027] Cependant, les inventeurs ont constaté que ce cadre théorique classique n'est pas toujours vrai dans le cas des liquides en mouvement lorsqu'une condition sur le produit de la compressibilité k du liquide avec une dimension transversale caractéristique r,nt du canal est vérifiée (cette condition est explicitée plus loin). C'est en particulier le cas dans les canaux de taille millimétrique, micrométrique, voire même nanométrique. Ils ont ainsi mis en évidence que les liquides habituellement considérés comme étant incompressibles en écoulement présentent une certaine compressibilité, c'est-à-dire reliée à une élasticité (appelée élasticité de cisaillement) dont l'effet physique est d'autant plus important que la dimension caractéristique r,nt du canal est faible.
[0028] Aussi, mettre en mouvement un tel liquide dans un canal en respectant la condition sur le produit kxrint revient à solliciter l'élasticité de cisaillement du liquide, et donc à le mettre hors d'équilibre thermodynamique par effet thermoélastique (effet que l'on pourrait également appeler « élasto-calorique ». En effet, un couplage thermoélastique est alors présent, de sorte que la mise en écoulement du liquide se traduit par un échauffement (contrainte mécanique en compression) ou par un refroidissement (contrainte mécanique en tension). Une présentation de la thermoélasticité liée à l'élasticité de cisaillement mésoscopique se trouve notamment dans l'article de Kume et al. intitulé Strain-induced violation of temperature uniformity in mesoscale liquids, Sci Rep, 10, 13340 (2020).
[0029] Les inventeurs ont développé un système de mesure et un procédé de détermination de la pression du liquide, tirant parti de cet effet thermoélastique appliqué à l'écoulement dans des canaux dont la dimension caractéristique r,nt respecte la condition sur le produit kxrint. Un tel système de mesure permet d'écarter les inconvénients des capteurs de pression de l'art antérieur mentionnés précédemment, dans la mesure où la pression du liquide en écoulement est déterminée in situ dans une zone de mesure du canal, à partir d'une mesure thermique (donc par une mesure qui ne perturbe pas l'écoulement du liquide), et d'une fonction de calibration prédéterminée.
[0030] Notons par ailleurs que cette variation de la température du liquide d'intérêt par effet thermoélastique diffère d'un échauffement lié à un effet de type friction visqueuse (un tel effet n'est d'ailleurs pas en mesure de provoquer un refroidissement du liquide). En effet, un échauffement par dissipation visqueuse est conventionnelle attendu lorsque le liquide s'écoule à une vitesse proche de celle du son (Ma = 1), ce qui ne correspond pas au cadre opératoire de l'invention.
[0031] La figure IA est une vue schématique et partielle d'un système de mesure 1 selon un mode de réalisation, adapté à déterminer une pression d'un liquide d'intérêt en écoulement dans un canal 10. Les figures IB et IC sont des vues schématiques et partielles, en coupes longitudinale et transversale, du canal 10 du système de mesure 1 de la fig.lA.
[0032] D'une manière générale, le système de mesure 1 comporte le canal 10, un dispositif de mise en mouvement 20 du liquide d'intérêt dans le canal 10 (appelé actionneur d'écoulement), un dispositif de mesure thermique 30 adapté à mesurer une température du liquide dans le canal 10, et une unité de traitement 40 adaptée à déterminer la pression du liquide dans le canal 10 à partir de la température mesurée (et plus précisément à partir d'un écart en température AT) et de la fonction de calibration f prédéterminée.
[0033] Le canal 10 est un conduit d'écoulement formé d'une paroi périphérique 11 présentant une face intérieure 12, qui délimite la section de passage du liquide, et une face extérieure 13 opposée. Le canal 10 s'étend longitudinalement entre une première extrémité 10.1 et une deuxième extrémité 10.2, sur une longueur L. La section droite (section transversale) d'écoulement fluidique du canal 10 peut être de forme circulaire (tube) ou ovale, ou de forme polygonale par exemple carrée, octogonale.... Le canal 10 présente de préférence un rapport d'aspect égal à 1, le rapport d'aspect étant défini à partir de deux dimensions intérieures transversales du canal 10 orthogonales entre elles. On définit une dimension intérieure transversale dint du canal 10, appelée diamètre intérieur ou diamètre intérieur équivalent, comme étant le diamètre d'un disque présentant la même surface que la section droite d'écoulement fluidique du canal 10. Le rayon intérieur r,nt est égal à la moitié du diamètre dint- Dans la suite de la description, à titre d'illustration, le canal 10 est un tube cylindrique de section circulaire.
[0034] Le rayon intérieur r,nt est choisi en fonction de la valeur de la compressibilité km du liquide de sorte que la condition suivante soit vérifiée : kmxrint < 12.5xl0-11 mm/Pa. Lorsque cette condition est vérifiée, les inventeurs ont constaté que le liquide en écoulement dans le canal 10 présente un effet thermoélastique qui conduit à une variation de la température Theq du liquide par rapport à la température Teq du liquide au repos. Aussi, lorsque la compressibilité km du liquide est de l'ordre de 10-9 à 10 11 Pa 1 (ici dans le cas d'un liquide), le rayon intérieur r,nt du canal 10 peut être de l'ordre de quelques microns, voire dizaines ou centaines de microns, voire de l'ordre du millimètre ou de la dizaine de millimètres. Ainsi, dans le cadre d'un écoulement microfluidique ou millifluidique, le diamètre intérieur dint peut être compris entre lpm et 10mm, voire être compris entre lOpm et 1mm.
[0035] Le canal 10 peut s'étendre de manière rectiligne sur toute sa longueur, voire de manière courbe. Il peut également être rectiligne ou courbe dans la zone de mesure thermique. Son diamètre d,nt peut être constant sur toute sa longueur, ou peut varier. La longueur L peut être inférieure ou égale à 5cm si l'on souhaite limiter ou éviter la présence d'instabilités thermiques suivant l'axe longitudinal du canal 10.
[0036] La paroi périphérique 11 du canal 10 peut être réalisée en un matériau transparent au rayonnement lumineux infrarouge, par exemple dans le LWIR (Long Wavelength Infrared, en anglais), dans le cas où le dispositif de mesure thermique 30 repose sur une mesure par détection infrarouge. En variante, dans le cas où le dispositif de mesure thermique 30 comporte une ou plusieurs thermistances situées au contact de la face extérieure 13 de la paroi périphérique 11, cette dernière est réalisée en un matériau présentant une conductivité thermique suffisante pour que la face extérieure 13 présente une température égale à celle du liquide. Ainsi, le matériau de la paroi périphérique 11 (et donc ses propriétés optique et thermique) dépend du type de dispositif de mesure thermique 30 utilisé, comme décrit en détail plus loin.
[0037] Le liquide d'intérêt est un matériau qui peut s'écouler dans le canal. Il peut s'agir, par exemple, d'un liquide visqueux, newtonien ou non, tel que l'eau, du glycérol, d'un alcool, un polymère fondu, les liquides physiologiques ou organiques (sang, lymphe, sérosité...), les solutions colloïdales, entre autres. Il présente une viscosité dynamique pm, d'une masse volumique pm, et d'une compressibilité km. La compressibilité km peut être égale à quelques unités ou à quelques centaines de 1011 Pa 1. A titre d'exemple, km est égal à 3.7xio-11 Pa 1 pour le mercure, à 45.8xl0-11 Pa 1 pour l'eau, et à HOxlO 11 Pa 1 pour l'éthanol. [0038] Comme indiqué précédemment, le liquide d'intérêt de compressibilité km et le canal 10 de rayon intérieur r,nt sont choisis de sorte que la condition suivante soit vérifiée : kmxrint < 12.5xl0-11 mm/Pa. Lorsque cette condition est vérifiée, le liquide en écoulement dans le canal 10 présente un effet thermoélastique homogène qui conduit à une variation de la température Theq du liquide par rapport à la température Teq du liquide au repos.
[0039] Le système de mesure 1 comporte un dispositif de mise en écoulement 20, également appelé actionneur d'écoulement, adapté à assurer un écoulement du liquide d'intérêt dans le canal 10 à un débit D prédéfini qui peut être constant ou non. L'écoulement peut ainsi être continu suivant une direction ou dépendant du temps et peut présenter un débit qui peut varier ou rester constant.
[0040] L'actionneur d'écoulement 20 comporte ainsi au moins une pompe 21 (c'est-à-dire un dispositif adapté à mettre le liquide en mouvement par refoulement ou aspiration), au moins un réservoir 22 du liquide d'intérêt, et des conduits de raccordement 23 qui assure le raccord fluidique du canal 10 à la pompe 21 et au réservoir 22. La ou les pompes 21 sont raccordées directement aux conduits 23, et ne sont pas situées dans le canal 10 de manière à éviter de perturber l'écoulement du liquide dans le canal 10 et ainsi à éviter de dégrader la qualité de la mesure de la température du liquide.
[0041] Dans cet exemple, le système de mesure 1 comporte une seule pompe 21, disposée entre le réservoir 22 et la première extrémité 10.1 du canal 10. Il peut s'agir d'une micropompe, telle qu'une micropompe péristaltique, ou de tout dispositif équivalent (pousse-seringue par exemple). La pompe 21 est adaptée à assurer l'écoulement du liquide dans le canal 10 à un débit D prédéfini, qui peut être constant ou non.
[0042] Un débitmètre 24 est de préférence raccordé au canal 10, et est ici situé entre la pompe 21 et la première extrémité 10.1 du canal 10. A partir de la valeur mesurée par le débitmètre 24, on peut en déduire la valeur du débit D du liquide dans le canal 10. De préférence, la pompe 21 est configurée pour que le débit du liquide dans le canal 10 soit inférieur ou égal à une valeur maximale Dm prédéfinie si l'on souhaite éviter la présence d'instabilités thermiques suivant l'axe longitudinal du canal 10. Le débit maximal Dm dépend notamment de la nature du liquide, et est de 416mm3/s environ dans le cas de l'eau, et de 2.5mm3/s pour un alcool.
[0043] Le réservoir 22 du liquide est raccordé ici aux deux extrémités du canal 10. Le liquide y présente une pression prédéfinie, qui peut être ici la pression atmosphérique Patm. Cette pression correspond également à la pression de référence Peq du liquide lorsqu'il est au repos dans le canal
10. [0044] Les conduits de raccord 23 assurent donc le raccordement fluidique entre le réservoir 22, la pompe 21 et le canal 10. Ils présentent un diamètre intérieur qui peut être supérieur au diamètre dint du canal 10, par exemple d'un rapport 2, 5, 10 voire davantage.
[0045] D'autres configurations sont bien entendu possibles. Ainsi, une deuxième pompe peut être situé entre le réservoir 22 et la deuxième extrémité 10.2. Par ailleurs, plusieurs réservoirs peuvent être utilisés. Le ou les réservoirs peuvent également contenir le liquide d'intérêt en surpression, auquel cas la ou les pompes peuvent ne pas être nécessaires, et une vanne est prévue pour autoriser ou bloquer l'écoulement du liquide.
[0046] Notons que la disposition de la pompe 21 vis-à-vis du canal 10 et le sens de l'écoulement imposé définissent le type de contrainte mécanique, en compression ou en tension, subi par le liquide dans le canal 10, et donc le signe de la variation en température AT (échauffement ou refroidissement).
[0047] Ainsi, dans cet exemple où la pompe 21 est située entre le réservoir 22 et la première extrémité 10.1 du canal 10, un sens d'écoulement orienté de la première extrémité 10.1 à la deuxième extrémité 10.2 conduit à ce que le liquide dans le canal 10 subit une contrainte mécanique en compression, se traduisant par un échauffement par effet thermoélastique. Le liquide présente alors un écart en température AT = Theq -Teq de signe positif et un écart en pression AP = Pheq - Peq de signe positif également. On note ici Teq et Peq la température et la pression du liquide au repos dans le canal 10 (« eq » correspond à « en équilibre thermodynamique »), et Theq et Pheq la température et la pression du liquide en écoulement dans le canal 10 (« heq » correspond à « hors équilibre thermodynamique »).
[0048] Inversement, dans le cas où le sens d'écoulement imposé par la pompe 21 est orienté de la deuxième extrémité 10.2 à la première extrémité 10.1, le liquide en écoulement dans le canal 10 subit une contrainte mécanique en tension, se traduisant par un refroidissement par effet thermoélastique. Le liquide présente alors un écart en température AT de signe négatif et un écart en pression AP de signe négatif également.
[0049] Notons enfin que l'effet thermoélastique conduit à ce que la température Theq et la pression Pheq du liquide en écoulement dans le canal 10 sont sensiblement constants suivant l'axe longitudinal du canal 10 (dans le cas où il n'y a pas d'instabilité d'écoulement), alors que la température dans les conduits 23 peut être sensiblement égale à la température de référence (température ambiante), et que la différence de la pression entre une pression haute imposée par la pompe 21 et la pression ambiante du réservoir 22 induit l'écoulement du liquide. Le fait que la pression du liquide en écoulement dans le canal 10 y soit sensiblement constante est dû au fait que, lors de l'activation de la pompe 21, le liquide présent dans le canal 10 résiste tout d'abord à l'écoulement du fait des interactions avec la paroi périphérique 11 jusqu'à un certain seuil, puis est mis en mouvement. Le couplage thermoélastique est alors présent, de sorte que le liquide présente une température Theq et une pression Pheq spatialement sensiblement constantes suivant l'axe longitudinal du canal 10 qui correspond à l'état hors d'équilibre thermodynamique du liquide.
[0050] Le système de mesure 1 comporte également un dispositif de mesure thermique 30, adapté à déterminer une valeur de la température du liquide dans le canal 10. Il peut être de type sans contact, par exemple par détection optique d'un rayonnement infrarouge, ou de type avec contact.
[0051] De préférence, le dispositif de mesure thermique 30 est de type sans contact, et comporte un photodétecteur 31 d'un rayonnement lumineux émis ou provenant du liquide présent dans le canal 10, par exemple un rayonnement infrarouge. Le photodétecteur 31 peut être un photodétecteur matriciel (imageur) ou non matriciel (photodiode). Il peut être un bolomètre ou un microbolomètre, être un capteur CCD ou CMOS (ou équivalent, par exemple BS-CMOS...), ou encore un pyromètre optique. Le rayonnement lumineux à détecter peut être situé dans l'infrarouge, c'est- à-dire dont la longueur d'onde est comprise entre 0.7pm et 16pm environ. Il peut être compris dans la gamme du proche infrarouge (NIR pour Near Infrared) allant de 0.78 à lpm environ, être compris dans la gamme de l'infrarouge court (SWIR pour Short Wavelength Infrared) allant de 1 à 2.7pm environ, être dans la gamme de l'infrarouge moyen (MWIR pour Middle Infrared) allant de 3 à 5pm environ, voire être dans la gamme de l'infrarouge lointain (LWIR pour Long Wavelength Infrared) allant de 7pm et 14pm environ.
[0052] Dans cet exemple, un photodétecteur matriciel 31 (imageur) est utilisé, qui comporte une matrice de microbolomètres formant 382x288 pixels de détection. Chaque pixel de détection présente des dimensions de 20pm de côté dans le plan focal. La sensibilité thermique est de l'ordre de ±0.02°C dans une gamme nominale de 15-25°C environ. Le dispositif de mesure thermique 30 comporte également un ou plusieurs éléments optiques 32 de mise en forme du rayonnement lumineux incident, par exemple une ou plusieurs lentilles. La profondeur de champ dépend notamment du liquide et peut être de l'ordre de la centaine de microns, voire davantage. Par ailleurs, l'image thermique détectée correspond à une zone de mesure du canal 10, qui peut présenter une hauteur Hzm au moins égale au diamètre dint du canal 10, et une longueur Lzm qui peut être égale à une ou plusieurs fois dint, par exemple égale à 5mm environ.
[0053] A partir de l'image thermique détectée, le dispositif de mesure thermique 30 détermine une valeur de température du liquide dans le canal 10. Cette valeur peut être une moyenne, éventuellement pondérée, calculée à partir des valeurs de l'image thermique ou une cartographie thermique détaillée. On peut ainsi donner plus de poids, ou non, aux valeurs éloignées de la paroi périphérique 11. La valeur déterminée correspond ainsi à la température T du liquide dans le canal 10, c'est-à-dire à la température Teq lorsque le liquide est au repos, et la température Theq lorsque le liquide est en écoulement. Cette valeur de la température est transmise à l'unité de traitement 40. En variante, l'image thermique (cartographie thermique) est transmise à l'unité de traitement 40, qui en déduira une image de pression (cartographie de pression).
[0054] Dans le cas où le dispositif de mesure thermique 30 est de type optique, la paroi périphérique 11 est formée d'un matériau, soit transparent au rayonnement lumineux à détecter, c'est-à-dire que le coefficient de transmission est au moins égal à 50%, voire à 75%, voire à 90% du rayonnement lumineux à détecter, soit opaque au rayonnement lumineux à détecter mais présentant un coefficient de conductivité thermique élevé de sorte que le rayonnement lumineux est celui émis par la face extérieure 13 de la paroi périphérique 11. Un matériau transparent peut être du fluorure de calcium (CaF2), du germanium (Ge), du bromure de potassium (KBr), ou certains matériaux plastiques, entre autres. Dans le cas où le matériau est opaque, l'épaisseur de la paroi périphérique 11 est de préférence inférieure ou égale au diamètre intérieur dint.
[0055] En variante, ou en complément, le dispositif de mesure thermique 30 peut comporter un ou plusieurs capteurs thermiques de contact, formés chacun d'un matériau thermistance situé au contact de la paroi périphérique. Dans le cas où le matériau thermistance est au contact de la face intérieure 12 de la paroi périphérique 11, il est au contact du liquide, et est connecté à l'unité de traitement 40 au moyen d'un câble électrique traversant la paroi périphérique 11 de manière étanche. Cependant, de préférence, le matériau thermistance est au contact de la face extérieure 13 de la paroi périphérique 11, auquel cas la paroi périphérique 11 est réalisée en un matériau conducteur thermiquement de sorte que la température de la face extérieure 13 de la paroi périphérique 11 est sensiblement égale à celle du liquide, ou de sorte que la température du liquide peut être déduite de la température de la paroi périphérique 11 au moyen d'un modèle physique prédéfini de conductivité thermique.
[0056] L'unité de traitement 40 est adaptée à déterminer la pression du liquide dans le canal 10, à partir d'une part de la température Teq mesurée par le dispositif de mesure thermique 30 (et plus précisément à partir d'un écart en température AT) et d'autre part de la fonction de calibration f. Elle comporte donc un calculateur comprenant au moins un microprocesseur et au moins une mémoire où est stockée la fonction de calibration f. Comme indiqué précédemment, l’unité de traitement 40 peut recevoir au moins une valeur de température, par exemple une ou plusieurs valeurs thermiques, et par exemple une image thermique (cartographie thermique), pour en déduire au moins une valeur de pression correspondante, voire une image de pression (cartographie de pression).
[0057] La fonction de calibration f exprime une évolution (i.e. une variation) de l'écart en pression AP= Pheq-Peq en fonction de l'écart en température AT=Theq-Teq du liquide dans le canal 10 : AP=f(AT). Il s'agit d'une fonction continue qui est de préférence une fonction affine, mais elle peut également être une fonction polynomiale, logarithmique, voire exponentielle. Elle est paramétrée lors de la phase préalable de calibration, comme détaillé plus loin. Ainsi, lorsque l'écart en température AT est nul, l'écart en pression AP est nul également. Comme indiqué précédemment, l'écart en température AT peut présenter des valeurs positives (échauffement) de sorte que l'écart en pression AP est également positif (liquide en compression), mais il peut également présenter des valeurs négatives (refroidissement) de sorte que l'écart en pression AP est également négatif (liquide en tension).
[0058] La figure 2A illustre un exemple d'une telle fonction de calibration f, déterminée pour de l'eau s'écoulant dans un canal 10 tubulaire de 0.3mm de diamètre, où la température Teq du liquide au repos est la température ambiante de 20°C environ. La température a été mesurée au moyen d'un capteur thermique de contact, la paroi périphérique du canal 10 étant réalisée en un matériau opaque au rayonnement infrarouge, ici du verre silicaté, présentant une conductivité thermique élevée. La paroi périphérique 11 présente par ailleurs un diamètre extérieur de 0.8mm. On remarque qu'une variation | AT | de 0.34°C ± 0.02°C conduit à une variation | AP | de 0.68 bar. La fonction de calibration f est ici une fonction affine AP=pxAT, où P est une constante égale à 2 bar/°C environ. De préférence, l'écart de pression est AP est compris entre -lbar et +lbar, et de préférence entre -0.5bar et +0.5bar.
[0059] La figure 2B est une vue schématique et partielle d'un exemple d'un système de calibration 100, adapté à déterminer la fonction de calibration f qui est ensuite enregistrée dans l'unité de traitement 40 du système de mesure 1.
[0060] Le système de calibration 100 est similaire au système de mesure 1, dans le sens où il comporte un canal 110, un actionneur d'écoulement 120, un dispositif de mesure thermique 130 et une unité de traitement 140. Cependant, à la différence du système de mesure 1, il comporte au moins un capteur de pression 150 adapté à mesurer la pression du liquide dans le canal 10. Le capteur de pression 150 peut être un capteur de type à jauge de contrainte, capacitif, piézoélectrique, etc.... Plusieurs capteurs de pression 150 peuvent être disposés le long du canal 10, de manière à obtenir une valeur plus précise de la pression du liquide. Par ailleurs, notons que le canal 110 est identique en dimensions à celui du système de mesure 1. [0061] Le système de calibration 100 et le système de mesure 1 sont avantageusement deux systèmes distincts, de sorte que le système de calibration 100 est utilisé pour déterminer une seule fois la fonction de calibration f, et le système de mesure 1 est ensuite utilisé pour déterminer la pression du liquide s'écoulant dans le canal 10 à partir de la fonction de calibration f ainsi déterminée. Il peut s'agir du même système, où le système de mesure 1 correspond au système de calibration 100 dans lequel le ou les capteurs de pression 150 auraient été retirés. Notons que le liquide dont il s'agit de déterminer la pression par le système de mesure 1 peut être différent de celui ayant permis de déterminer la fonction de calibration f, si ce n'est qu'ils vérifient évidemment tous les deux la condition sur le produit kxrint. De préférence, ces deux liquides présentent une même valeur de compressibilité k (à 10% près, voire à 5% près, voire moins), et de préférence il s'agit des mêmes liquides.
[0062] La figure 3 illustre différentes étapes d'un procédé de détermination de la pression du liquide en écoulement dans le canal 10 d'un système de mesure 1, ainsi que d'une phase préalable de détermination de la fonction de calibration f.
[0063] La phase de calibration 10 est tout d'abord effectuée par le système de calibration 100.
[0064] Lors d'une étape 11, on choisit un liquide de masse volumique pc, de viscosité pc et de compressibilité kc. On choisit également un canal 110 de rayon intérieur Tint- Le liquide et le canal 110 sont donc choisis de sorte que le produit kcxrint est inférieur ou égal à 12.5xl0-11 mm/Pa. Par ailleurs, le canal 110 présente une longueur L inférieure ou égale à 5cm, et le diamètre intérieur dint est inférieur ou égal à 1mm, et de préférence compris entre lOpm et 1mm.
[0065] Lors d'une étape 12, le liquide est présent au repos dans le canal 110. On définit la température Teq et la pression Peq du liquide au repos et on les enregistre dans l'unité de traitement 140 du système de calibration 100. Ces valeurs peuvent être simplement définies par l'utilisateur (sans mesures), ou peuvent avoir été préalablement mesurées, par exemple au moyen du dispositif de mesure thermique 130 ou d'un autre capteur de température (non représenté), au moyen du capteur de pression 150 ou d'un autre capteur de pression (non représenté).
[0066] Lors d'une étape 13, l'actionneur d'écoulement 120 met en mouvement le liquide dans le canal 110 (débit constant dans cet exemple). Plus précisément, la pompe 121 assure l'écoulement du liquide à partir du réservoir 122, pour qu'il s'écoule dans les conduits 123 et dans le canal 110, pour revenir ici dans le réservoir. Le débit D du liquide dans le canal 110 est mesuré de manière à s'assurer qu'il ne dépasse pas une valeur maximale Dm prédéfinie, valeur qui dépend de la nature du liquide. Ainsi, dans le cadre de l'eau, l'écoulement a lieu sans que le débit ne dépasse 416 mm3/s environ dans le canal 110.
[0067] Lors d'une étape 14, alors que le liquide est en écoulement dans le canal 110 à un débit D(,), on mesure la température Theq(i) du liquide dans le canal 110 au moyen du dispositif de mesure thermique 130, ainsi que sa pression Pheq(i) au moyen du capteur de pression 140. L'incrément i varie ainsi de 1 à N, où N est le nombre total de mesures effectuées. On détermine ensuite l'écart en température AT;,) = Theq(i)-Teq et l'écart en pression AP;,) = Pheq(i)-Peq- On obtient ainsi un couple ( AT(,j ; AP;,) ), et on réitère les mesures pour différentes valeurs de débits D(ij en incrémentant la valeur de i. Le nombre N est au minimum égal à 1, étant donné que le couple ( AT=0 ; AP=0 ) est présent par définition, mais il peut être d'au moins 6, avec au moins 3 mesures pour AT>0, et au moins 3 mesures avec AT<0.
[0068] Lors d'une étape 15, l'unité de traitement 140 détermine la fonction de calibration f, c'est- à-dire qu'elle détermine les paramètres de la fonction (par exemple la constante P dans le cas d'une fonction affine) à partir des valeurs mesurées des écarts en température et de pression, par exemple par régression linéaire. Le système de calibration 100 a ainsi déterminé la fonction de calibration f, qui est ensuite transférée le cas échéant dans l'unité de traitement 40 du système de mesure 1.
[0069] La phase de mesure 20 de la pression du liquide d'intérêt peut ensuite être effectuée par le système de mesure 1.
[0070] Lors d'une étape 21, on choisit le liquide d'intérêt. Il s'agit, tout comme le liquide utilisé pour la calibration, d'un liquide. Il présente une masse volumique pm, une viscosité pm et une compressibilité km égale à kc à 10%, c'est-à-dire à 10% près voire moins. De préférence, le liquide d'intérêt est identique au liquide utilisé pour la calibration. Ainsi, le canal 10 étant identique à celui du système de calibration, le produit kmxrint vérifie la condition kmxrint < 12.5xl0-11 mm/Pa, et ce produit est égal au produit kcxrint (à 10% près voire moins).
[0071] Lors d'une étape 22, le liquide est présent au repos dans le canal 10, et la température Teq et la pression Peq sont définies et enregistrées dans l'unité de traitement 40. Ces valeurs peuvent être directement reprises de celles enregistrées dans le système de calibration 100. En variante, elles peuvent être définies et enregistrées par l'utilisateur dans l'unité de traitement 40 sans avoir été directement mesurées. En variante encore, on peut mesurer la température Teq au moyen du dispositif de mesure thermique 30 (ou d'un autre capteur de température non représenté). La pression Peq peut être mesurée par un capteur de pression (non représenté) disposé par exemple au niveau du réservoir 22 ou d'un conduit 23. [0072] Lors d'une étape 23, l'actionneur d'écoulement 20 met en mouvement le liquide dans le canal 10 (débit constant dans cet exemple). Le débit D est inférieur ou égal à la valeur maximale Dm prédéfinie. Le liquide d'intérêt présente donc un échauffement (AT>0) ou un refroidissement (AT<0) par effet thermoélastique, selon le sens de l'écoulement imposé par l'actionneur d'écoulement 20.
[0073] Lors d'une étape 24, alors que le liquide est en écoulement dans le canal 10 au débit D, on mesure la température Theq du liquide dans le canal 10 au moyen du dispositif de mesure thermique 30. L'unité de traitement 40 détermine ensuite l'écart en température AT = Theq-Teq.
[0074] Lors d'une étape 25, l'unité de traitement 40 détermine l'écart en pression AP à partir de la fonction de calibration f et de la valeur obtenue de l'écart en température AT.
[0075] Enfin, lors d'une étape 26, l'unité de traitement 40 détermine la valeur de la pression Peq du liquide en écoulement dans le canal 10, à partir de l'écart en pression AP et de la valeur de la pression du liquide au repos Peq : Pheq = AP - Peq.
[0076] Ainsi, le système de mesure 1 permet de déterminer la pression hors d'équilibre Pheq du liquide en écoulement dans le canal 10, sans avoir à mesurer dans le canal la pression du liquide en écoulement, et ceci en tirant parti d'un effet thermoélastique mis en évidence par les inventeurs. Ainsi, non seulement l'écoulement du liquide dans le canal n'est pas perturbé par le capteur de pression, mais la fiabilité du système de mesure 1 est améliorée dans la mesure où la pression n'est pas déterminée par un capteur de pression dédié déporté, local et susceptible de se dégrader mais par une mesure thermique et une fonction de calibration.
[0077] Notons qu'il est possible de générer des instabilités d'écoulement lors de la phase de mesure, et ainsi d'obtenir une image de variations de pression du liquide en écoulement via la mesure d'une image thermique.
[0078] Notons également qu'il est possible de tirer profit de réchauffement ou du refroidissement du liquide en écoulement pour échauffer ou refroidir le canal, et par là même, un dispositif externe qui serait en contact thermique (échanges thermiques) avec le canal.
[0079] Des modes de réalisation particuliers viennent d'être décrits. Différentes variantes et modifications apparaîtront à l'homme du métier.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de mesure (1), adapté à déterminer au moins une pression Pheq d'un liquide d'intérêt de compressibilité km en écoulement dans un canal (10) de rayon intérieur r.nt, le liquide d'intérêt et le canal (10) étant choisis de sorte que le produit kmxrint est inférieur ou égal à 12.5xl0-11 mm/Pa, le système de mesure (1) comportant : o le canal (10) ; o un actionneur d'écoulement (20), adapté à mettre en écoulement le liquide d'intérêt dans le canal (10), de sorte que le liquide d'intérêt présente un rapport Vm/c inférieur ou égal à 0.3, où Vm est une vitesse maximale du liquide d'intérêt dans le canal (10) et où c est une vitesse du son dans le liquide d'intérêt ; o un dispositif de mesure thermique (30), adapté à mesurer au moins une température Theq du liquide d'intérêt en écoulement dans le canal (10) ; o une unité de traitement (40), adaptée à déterminer la pression Pheq à partir de la température Theq mesurée et d'une fonction de calibration prédéterminée f telle que AP = f(AT), exprimant une évolution d'un écart en pression AP entre la pression Pheq et une pression de référence Peq prédéfinie du liquide d'intérêt au repos dans le canal (10), en fonction d'un écart en température AT entre la température mesurée Theq et une température de référence Teq prédéfinie du liquide d'intérêt au repos dans le canal (10).
2. Système de mesure (1) selon la revendication 1, dans lequel le canal (10) présente une longueur inférieure ou égale à 5cm.
3. Système de mesure (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le canal (10) est rectiligne sur toute sa longueur et présente un rayon intérieur r,nt constant.
4. Système de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'actionneur d'écoulement (20) comporte des conduits (23) raccordant le canal (10) à une pompe (21) et à un réservoir (22) du liquide d'intérêt, les conduits (23) présentant un rayon intérieur supérieur à nnt.
5. Système de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de mesure thermique (30) est adapté à détecter un rayonnement infrarouge émis par le liquide d'intérêt et transmis par une paroi périphérique (11) du canal (10) et à déduire la température Theq, la paroi périphérique (11) étant réalisée en un matériau transparent au rayonnement infrarouge.
6. Système de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de mesure thermique (30) comporte au moins un capteur thermique de contact, disposé au contact d'une paroi périphérique (11) du canal (10).
7. Système de mesure (1) selon la revendication 6, dans lequel le capteur thermique de contact est disposé au contact d'une face extérieure (13) de la paroi périphérique (11), celle-ci étant réalisée en un matériau conducteur thermique de sorte que la température de la face extérieure (13) est égale à la température Theq du liquide.
8. Système de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le canal présente un diamètre intérieur dint compris entre lOpm et 1mm.
9. Système de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif de mesure thermique (30) est adapté à acquérir une image thermique du liquide d'intérêt, et l'unité de traitement (40) est adaptée à déterminer une image de pression à partir de l'image thermique acquise et de la fonction de calibration f.
10. Procédé de détermination d'une pression Pheq d'un liquide d'intérêt en mouvement dans le canal (10) d'un système de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le procédé comportant une phase de mesure comportant les étapes suivantes : o choix d'un liquide d'intérêt de compressibilité km et du canal (10) de rayon intérieur nnt, de sorte qu'un produit kmxrint est inférieur ou égal à 12.5xio-11 mm/Pa ; o mise en écoulement du liquide d'intérêt dans le canal (10) à un débit prédéfini par l'actionneur d'écoulement (20), de sorte qu'il présente un rapport Vm/c inférieur ou égal à 0.3, où Vm est une vitesse maximale du liquide dans le canal (10) et où c est une vitesse du son dans le liquide d'intérêt ; o mesure d'une température Theq du liquide d'intérêt en écoulement dans le canal (10) par le dispositif de mesure thermique (30), et détermination d'un écart en température AT alors non nul entre la température mesurée Theq et une température de référence Teq prédéfinie du liquide d'intérêt au repos dans le canal (10) ; o détermination de la pression Pheq du liquide d'intérêt par l'unité de traitement (40), à partir de l'écart en température AT déterminé, et d'une fonction de calibration prédéterminée f, exprimant une évolution d'un écart en pression AP entre la pression Pheq du liquide d'intérêt en écoulement dans le canal (10) et une pression de référence Peq prédéfinie du liquide d'intérêt au repos dans le canal (10), en fonction de l'écart en température AT.
11. Procédé selon la revendication 10, comportant une phase de calibration, effectuée avant la phase de mesure, comportant les étapes suivantes : o choix d'un liquide de compressibilité kc et d'un canal (110) de rayon intérieur r,nt d'un système de calibration (100), de sorte qu'un produit kcxrint est inférieur ou égal à 12.5xl0-11 mm/Pa ; o mise en écoulement du liquide dans le canal (110) par un actionneur d'écoulement (120) du système de calibration (100) à un débit prédéfini, de sorte qu'il présente un rapport Vm/c inférieur ou égal à 0.3, où Vm est une vitesse maximale du liquide dans le canal (110) et où c est une vitesse du son dans le liquide ; o mesure d'une température Theq du liquide en écoulement dans le canal (110) par un dispositif de mesure thermique (130) du système de calibration (100), et détermination d'un écart en température AT alors non nul entre la température mesurée Theq et une température de référence Teq prédéfinie du liquide au repos ; o mesure d'une pression Pheq du liquide en écoulement dans le canal (110) par un capteur de pression (150) du système de calibration (100), et détermination d'un écart en pression AP alors non nul entre la pression mesurée Pheq et une pression de référence Peq prédéfinie du liquide au repos ; o réitération des étapes de mesures de la température Theq et de la pression Pheq pour différents débits du liquide dans le canal (110) ; o détermination de la fonction de calibration f, par une unité de traitement (140) du système de calibration (100) à partir des différentes valeurs de l'écart en température AT et des valeurs correspondantes de l'écart en pression AP.
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le liquide d'intérêt est choisi parmi l'eau, un alcool et le glycérol.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel le liquide d'intérêt utilisé lors de la phase de mesure est identique au liquide utilisé lors de la phase de calibration.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel la mise en écoulement du liquide d'intérêt est effectuée par aspiration, de sorte que la température mesurée Theq est alors inférieure à la température de référence Teq et correspond à un refroidissement du liquide d'intérêt ; ou est effectuée par refoulement, de sorte que la température mesurée Theq est alors supérieure à la température de référence Teq et correspond à un réchauffement du liquide d'intérêt.
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel le canal (10) est réalisé en un matériau thermiquement conducteur, et au contact thermique d'un dispositif externe, de sorte que le refroidissement ou le réchauffement du liquide d'intérêt entraîne respectivement un refroidissement ou un réchauffement du dispositif externe.
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