FR2842596A1 - Automatic sensor testing, compares measurements between sensor in use and reference sensor with replacement if criterion of accuracy is not met - Google Patents

Automatic sensor testing, compares measurements between sensor in use and reference sensor with replacement if criterion of accuracy is not met Download PDF

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Abstract

A first measurement is made by a sensor (MCA1) designated the sensor in use. Immediately, a second identical measurement is taken by a second sensor (MCA2) designated the reference sensor. Measurements are compared. Should they satisfy a criterion of proximity, the first sensor retains its designation. If not it is replaced. Numbers of first and second measurements alternate. The replacement is the second sensor (MCA2) previously designated as the reference sensor. A previously-unused sensor designated the reserve sensor (MCAj) is selected as the new reference sensor. The sensors are chemical microsensors. An independent claim is included for a detector comprising measurement sensors (up to MCAn).

Description

PROCEDE DE TESTTEST METHOD

DE BON FONCTIONNEMENT DE CAPTEUR DE MESURES  GOOD OPERATION OF MEASUREMENT SENSOR

Domaine technique et art antérieur L'invention concerne un procédé de test de bon fonctionnement de capteur de mesures ainsi qu'un détecteur pour la mise en oeuvre du procédé; L'invention s'applique à tout type de capteur de mesures et, plus particulièrement, aux microcapteurs  TECHNICAL FIELD AND PRIOR ART The invention relates to a method for testing the correct operation of a measurement sensor as well as a detector for carrying out the method; The invention applies to any type of measurement sensor and, more particularly, to microsensors

chimiques.chemical.

Les microcapteurs chimiques sont utilisés pour la mesure des risques industriels, par exemple la mesure des gaz d'échappement pour le contrôle de véhicule. Depuis peu, les microcapteurs chimiques sont également utilisés dans des applications liées au confort, par exemple des mesures de présence de monoxyde de carbone (CO) dans l'air intérieur de  Chemical microsensors are used for the measurement of industrial risks, for example the measurement of exhaust gases for vehicle control. Recently, chemical microsensors have also been used in comfort-related applications, such as measurements of the presence of carbon monoxide (CO) in indoor air.

véhicules ou d'habitations.vehicles or dwellings.

Les microcapteurs chimiques reposent sur des réactions d'adsorption et/ou de catalyse de gaz polluants à la surface de semi-conducteurs usinés conformément à une technologie connue de l'homme du métier sous l'appellation de technologie " MEMS " (MEMS  The chemical microsensors are based on adsorption reactions and / or catalysis of polluting gases on the surface of semi-conductors machined in accordance with a technology known to those skilled in the art under the name of "MEMS" technology (MEMS

pour " Micro Electro-Mecanical System ").  for "Micro Electro-Mecanical System").

Le signal issu du microcapteur mesure la variation de conductivité ou de différence de potentiel présente aux bornes du semi-conducteur. La technologie MEMS permet d'envisager de nombreuses configurations de capteurs. Un problème rencontré avec les microcapteurs est la modification de leurs caractéristiques en usage,  The signal from the microsensor measures the variation in conductivity or potential difference present across the semiconductor. MEMS technology allows for many sensor configurations. A problem with microsensors is the modification of their characteristics in use,

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laquelle modification conduit à des mesures dont la dérive peut atteindre 30% sur une année de fonctionnement. Afin de pallier ce problème, les microcapteurs doivent être régulièrement ré-étalonnés. Chaque réétalonnage est une intervention lourde et coteuse qui constitue un inconvénient important, le ré-étalonnage devant être effectué sur place à l'aide, par exemple,  This modification leads to measures whose drift can reach 30% over a year of operation. To overcome this problem, the microsensors must be regularly recalibrated. Each recalibration is a heavy and expensive intervention which constitutes an important disadvantage, the re-calibration to be carried out on the spot using, for example,

d'échantillons précédemment calibrés.  previously calibrated samples.

L'invention ne présente pas cet inconvénient.  The invention does not have this disadvantage.

Exposé de l'invention En effet, l'invention concerne un procédé de test de bon fonctionnement de capteur de mesures. Le procédé comprend: - au moins une première mesure effectuée par au moins un premier capteur de mesures dit " capteur d'usage ", - au moins une deuxième mesure identique à la première mesure et proche dans le temps de la première mesure, effectuée par au moins un deuxième capteur de mesures dit " capteur de référence " distinct du capteur d'usage, - un test de bon fonctionnement effectué sur la base d'une comparaison entre les première et deuxième mesures, de sorte que: - si les résultats des première et deuxième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est maintenu comme " capteur d'usage ", et  DESCRIPTION OF THE INVENTION Indeed, the invention relates to a method for testing the correct operation of a measurement sensor. The method comprises: at least one first measurement made by at least one first measurement sensor called "usage sensor", at least one second measurement identical to the first measurement and close to the time of the first measurement, carried out by at least one second measurement sensor referred to as "reference sensor" distinct from the usage sensor, - a functional test carried out on the basis of a comparison between the first and second measurements, so that: - if the results of the first and second measurements are close to the meaning of a criterion of good operation, the first measurement sensor is maintained as a "usage sensor", and

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- si les résultats des première et deuxième mesures ne sont pas proches au sens du critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est remplacé en tant que " capteur d'usage " par un capteur de mesures différent. Selon une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, le procédé comprend une pluralité de premières mesures et une pluralité de deuxièmes mesures, les premières mesures alternant, une  if the results of the first and second measurements are not close to the meaning of the criterion of good operation, the first measurement sensor is replaced as a "usage sensor" by a different measurement sensor. According to a further characteristic of the method of the invention, the method comprises a plurality of first measurements and a plurality of second measurements, the first measurements alternating, a

à une, avec les deuxièmes mesures.  to one, with the second measures.

Selon encore une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, le capteur de mesures différent est le deuxième capteur de mesures précédemment utilisé comme " capteur de référence ", un capteur de mesures non encore utilisé dit " capteur de réserve " étant choisi comme nouveau " capteur de  According to yet another feature of the method of the invention, the different measurement sensor is the second measurement sensor previously used as "reference sensor", a measurement sensor not yet used said "reserve sensor" being selected as new " sensor

référence ".reference ".

Selon encore une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, le capteur de mesures différent est un capteur de mesures de réserve non  According to yet another feature of the method of the invention, the different measurement sensor is a non-stock measurement sensor.

encore utilisé.still used.

Selon encore une caractéristique supplémentaire du procédé de l'invention, les capteurs de mesures sont  According to yet another feature of the method of the invention, the measurement sensors are

des microcapteurs chimiques.chemical microsensors.

L'invention concerne également un détecteur comprenant au moins deux capteurs de mesures. Le détecteur comprend: - au moins un premier capteur de mesures dit " capteur d'usage " pour effectuer au moins une première mesure,  The invention also relates to a detector comprising at least two measurement sensors. The detector comprises: at least one first measurement sensor known as a "usage sensor" for performing at least a first measurement,

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- au moins un deuxième capteur de mesures dit " capteur de référence " pour effectuer au moins une deuxième mesure, la deuxième mesure étant proche dans le temps de la première mesure, et - des moyens pour exécuter un test de bon fonctionnement sur la base d'une comparaison entre les première et deuxième mesures, de sorte que: - si les résultats des première et deuxième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est maintenu comme " capteur d'usage ", et - si les résultats des première et deuxième mesures ne sont pas proches au sens du critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est remplacé en tant que " capteur d'usage " par un  at least one second measurement sensor referred to as "reference sensor" for performing at least a second measurement, the second measurement being close to the time of the first measurement, and means for performing a test of operation on the basis of a comparison between the first and second measurements, so that: - if the results of the first and second measurements are close to the meaning of a criterion of good operation, the first measurement sensor is maintained as a "usage sensor", and if the results of the first and second measurements are not close to the meaning of the criterion of good operation, the first measurement sensor is replaced as a "wear sensor" by a

capteur de mesures différent.different measurement sensor.

Selon une caractéristique supplémentaire du détecteur selon l'invention, le détecteur comprend des moyens pour sélectionner, comme capteur d'usage, le deuxième capteur de mesures précédemment utilisé comme capteur de référence en remplacement du premier capteur de mesures et des moyens pour sélectionner un capteur de mesures non encore utilisé dit " capteur de  According to an additional characteristic of the detector according to the invention, the detector comprises means for selecting, as a usage sensor, the second measurement sensor previously used as a reference sensor to replace the first measurement sensor and means for selecting a sensor. of measures not yet used said "sensor of

réserve " comme " capteur de référence ".  reserve "as" reference sensor ".

Selon encore une caractéristique supplémentaire de l'invention, le détecteur comprend des moyens pour sélectionner un capteur de mesures non encore utilisé dit " capteur de réserve " comme capteur d'usage en  According to yet another characteristic of the invention, the detector comprises means for selecting a measurement sensor not yet used, called "reserve sensor", as a usage sensor in

remplacement du premier capteur de mesures.  replacement of the first measurement sensor.

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Selon encore une caractéristique supplémentaire du détecteur de l'invention, les capteurs de mesures  According to yet another characteristic of the detector of the invention, the measurement sensors

sont des microcapteurs chimiques.are chemical microsensors.

Selon encore une caractéristique supplémentaire du détecteur de l'invention, les microcapteurs chimiques sont des microcapteurs pour la mesure du  According to yet another characteristic of the detector of the invention, the chemical microsensors are microsensors for the measurement of the

pouvoir oxydant.oxidizing power.

Les première et deuxième mesures sont dites " proches dans le temps ". Par mesures " mesures proches dans le temps ", il faut entendre que la durée qui sépare les mesures l'une de l'autre est suffisamment courte pour que les résultats de mesures soient sensiblement identiques si les mesures sont effectuées par des capteurs dont les caractéristiques  The first and second measures are said to be "close in time". By "near-time measurements" it is to be understood that the time between the measurements of the other is sufficiently short for the measurement results to be substantially identical if the measurements are made by sensors whose characteristics

sont sensiblement identiques.are substantially identical.

Brève description des figuresBrief description of the figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence à la figure jointe qui représente un schéma de principe de détecteur selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention.  Other features and advantages of the invention will appear on reading a preferred embodiment with reference to the attached figure which represents a detector principle diagram according to the preferred embodiment of the invention.

Description détaillée du mode de mise en oeuvre de  Detailed description of the mode of implementation of

l'invention. Le dispositif 1 comprend n capteurs MCA1, MCA2, j,...... MCA. , MCAn, et un circuit électronique de  the invention. The device 1 comprises n sensors MCA1, MCA2, j, ...... MCA. , MCAn, and an electronic circuit of

traitement 2.treatment 2.

Les capteurs MCAj (j=l, 2,......, n) sont susceptibles de réaliser une mesure A qui peut être,  MCAj sensors (j = 1, 2, ......, n) are capable of performing a measurement A which can be,

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par exemple, une mesure de concentration d'un gaz dans  for example, a measure of concentration of a gas in

l'atmosphère (monoxyde de carbone, ozone, etc.).  the atmosphere (carbon monoxide, ozone, etc.).

En fonctionnement normal, les cycles de mesures sont effectués régulièrement, par exemple toutes les minutes, par le capteur MCA1 qui est dit alors " capteur d'usage ". Les capteurs MCAj (jÉl) ne fonctionnent pas. Sur un rythme plus lent, par exemple une fois par semaine, l'électronique de traitement 2  In normal operation, the measuring cycles are carried out regularly, for example every minute, by the sensor MCA1 which is then called "wear sensor". MCAj (jEL) sensors do not work. On a slower pace, for example once a week, the processing electronics 2

déclenche la procédure de test de bon fonctionnement.  triggers the test procedure.

Lors de la procédure de test de bon fonctionnement, des mesures sont effectuées, d'une part, par le capteur MCA1 et, d'autre part, par l'un des capteurs MCAj (jÉl), par exemple le capteur MCA2 qui est dit alors " capteur de référence ". Les capteurs MCAj (jÉl et jÉ2) non utilisés sont alors dits " capteurs de réserve ". Les mesures effectuées par le capteur MCA1 sont proches dans le temps des mesures effectuées par le capteur MCA2. Au moins une mesure est effectuée par le capteur MCA1 et au moins une mesure est effectuée par le capteur MCA2. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, les capteurs MCA1 et MCA2 effectuent chacun une pluralité de mesures, les mesures effectuées par le capteur MCA1 alternant avec les mesures effectuées par le capteur MCA2. Le circuit  During the test procedure, measurements are made, on the one hand, by the sensor MCA1 and, on the other hand, by one of the sensors MCAj (JEl), for example the sensor MCA2 which is said to then "reference sensor". The MCAj sensors (jEl and jÉ2) not used are then called "reserve sensors". The measurements made by the MCA1 sensor are close in time to the measurements made by the MCA2 sensor. At least one measurement is performed by the sensor MCA1 and at least one measurement is performed by the sensor MCA2. According to the preferred embodiment of the invention, the sensors MCA1 and MCA2 each perform a plurality of measurements, the measurements made by the sensor MCA1 alternating with the measurements made by the sensor MCA2. The circuit

électronique de commande 2 est programmé à cette fin.  Control Electronics 2 is programmed for this purpose.

Le test de bon fonctionnement est établi sur la base de la comparaison entre les résultats de mesures des première et deuxième série de mesures. Si le résultat des mesures effectuées par le capteur MCA1 sont suffisamment proches, au sens d'un critère de bon fonctionnement préétabli, du résultat des mesures  The functional test is established on the basis of the comparison between the measurement results of the first and second series of measurements. If the results of the measurements made by the MCA1 sensor are sufficiently close, within the meaning of a pre-established operating criterion, the result of the measurements

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effectuées par le capteur de référence MCA2 (test de bon fonctionnement positif), le capteur MCA1 est  the MCA2 reference sensor (positive positive test), the MCA1 sensor is

maintenu comme " capteur d'usage ".maintained as "usage sensor".

Si le critère de bon fonctionnement n'est pas respecté (test de bon fonctionnement négatif), l'électronique de traitement 2 déclenche une procédure de maintenance. Le capteur MCA1 n'est plus utilisé comme " capteur d'usage " et un nouveau capteur est utilisé à cette fin. Le capteur nouvellement utilisé comme capteur d'usage est alors soit le capteur de référence MCA2, soit un capteur non encore utilisé pris parmi les capteurs de réserve. Dans le cas o le capteur nouvellement utilisé est le capteur MCA2, un nouveau capteur de référence est choisi parmi les  If the criterion of good operation is not respected (test of negative operation), the processing electronics 2 triggers a maintenance procedure. The MCA1 sensor is no longer used as a "usage sensor" and a new sensor is used for this purpose. The sensor newly used as a wear sensor is then either the reference sensor MCA2, or a sensor not yet used taken from the reserve sensors. In the case where the newly used sensor is the MCA2 sensor, a new reference sensor is selected from the

capteurs de réserve.reserve sensors.

Le procédé de test de bon fonctionnement selon l'invention se double donc avantageusement d'un procédé de maintenance qui permet de multiplier la durée de vie du détecteur d'un facteur égal au nombre de capteurs  The method of the good operation test according to the invention is thus advantageously coupled with a maintenance method that makes it possible to multiply the lifetime of the detector by a factor equal to the number of sensors.

MCAj en réserve.MCAj in reserve.

Le procédé de test de bon fonctionnement selon l'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les microcapteurs chimiques. En effet, les microcapteurs chimiques, bien que conservant leur sensibilité, dérivent assez rapidement du fait d'un fonctionnement régulier alors qu'ils ne dérivent pratiquement pas lorsqu'il ne fonctionnent pas. Par ailleurs, les microcapteurs chimiques sont de petites tailles. Il est alors possible de concevoir un détecteur peu encombrant contenant une pluralité de capteurs pour la mesure d'un constituant et dont la  The method of operating test according to the invention finds a particularly advantageous application with chemical microsensors. Indeed, the chemical microsensors, although maintaining their sensitivity, drift rather quickly due to a regular operation while they do not drift when they do not work. In addition, chemical microsensors are small. It is then possible to design a space-saving detector containing a plurality of sensors for measuring a constituent and whose

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durée de vie est très significativement augmentée.  lifespan is very significantly increased.

Avantageusement, un détecteur selon l'invention peut également contenir plusieurs ensembles de microcapteurs, chaque ensemble de microcapteurs étant apte à mesurer un constituant différent. Le procédé de test de bon fonctionnement selon l'invention peut être mis en oeuvre de façon automatique. L'électronique de traitement peut ainsi être programmée pour effectuer régulièrement le test de bon fonctionnement des microcapteurs et pour exécuter, si nécessaire, la procédure de maintenance du détecteur. L'invention s'applique à une grande variété de mesures locales telles que la mesure de la température, et/ou de la pression atmosphérique, et/ou de la concentration d'un polluant dans l'atmosphère, etc. Dans ce dernier cas, le détecteur 1 comprend, par exemple, des microcapteurs chimiques pour la mesure du  Advantageously, a detector according to the invention may also contain several sets of microsensors, each set of microsensors being able to measure a different constituent. The test method of operation according to the invention can be implemented automatically. The processing electronics can thus be programmed to regularly perform the microsensor operation test and to carry out, if necessary, the detector maintenance procedure. The invention is applicable to a wide variety of local measurements such as measurement of temperature, and / or atmospheric pressure, and / or concentration of a pollutant in the atmosphere, etc. In the latter case, the detector 1 comprises, for example, chemical microsensors for measuring the

pouvoir oxydant.oxidizing power.

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Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Procédé de test de bon fonctionnement de capteur de mesures, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins une première mesure effectuée par au moins un premier capteur de mesures (MCA1) dit " capteur d'usage ", - au moins une deuxième mesure identique à la première mesure et proche dans le temps de la première mesure, effectuée par au moins un deuxième capteur de mesures (MCA2) dit " capteur de référence " distinct du capteur d'usage, - un test de bon fonctionnement effectué sur la base d'une comparaison entre les première et deuxième mesures, de sorte que: - si les résultats des première et deuxième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures (MCAl) est maintenu comme " capteur d'usage ", et - si les résultats des première et deuxième mesures ne sont pas proches au sens du critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures (MCA1) est remplacé en tant que " capteur d'usage " par un  1. A method of testing the correct operation of a measurement sensor, characterized in that it comprises - at least a first measurement carried out by at least one first measurement sensor (MCA1) called "usage sensor", - at least one second measurement identical to the first measurement and close to the time of the first measurement, performed by at least a second measurement sensor (MCA2) called "reference sensor" distinct from the usage sensor, - a functional test carried out on the basis of a comparison between the first and second measurements, so that: - if the results of the first and second measurements are close to the meaning of a criterion of good operation, the first measurement sensor (MCAl) is maintained as " use sensor ", and - if the results of the first and second measurements are not close to the meaning of the criterion of satisfactory operation, the first measurement sensor (MCA1) is replaced as a" wear sensor "by a capteur de mesures différent.different measurement sensor. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en qu'il comprend une pluralité de premières mesures et une pluralité de deuxièmes mesures, les premières mesures alternant, une à une,  2. Method according to claim 1, characterized in that it comprises a plurality of first measurements and a plurality of second measurements, the first measurements alternating, one by one, avec les deuxièmes mesures.with the second measures. B 14115.3/PRB 14115.3 / PR 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur de mesures différent est le deuxième capteur de mesures (MCA2) précédemment utilisé comme " capteur de référence ", un capteur de mesures non encore utilisé dit " capteur de réserve " (MCAj) étant choisi comme nouveau " capteur de  3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the different measurement sensor is the second measurement sensor (MCA2) previously used as "reference sensor", a measurement sensor not yet used said "reserve sensor" (MCAj) being chosen as the new "sensor of référence ".reference ". 4. procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur de mesures différent est un capteur de mesures de réserve (MCAj) non encore utilisé.  4. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the different measurement sensor is a reserve measurement sensor (MCAj) not yet used. 5. Procédé selon l'une quelconque des5. Process according to any one of revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les  Claims 1 to 4, characterized in that the capteurs de mesures sont des microcapteurs chimiques.  Measurement sensors are chemical microsensors. 6. Détecteur comprenant au moins deux capteurs de mesures (MCA1, MCA2,..., MCAj,...., MCAn), caractérisé en ce qu'il comprend: - au moins un premier capteur de mesures (MCA1) dit " capteur d'usage " pour effectuer au moins une première mesure, - au moins un deuxième capteur de mesures (MCA2) dit " capteur de référence " pour effectuer au moins une deuxième mesure, la deuxième mesure étant proche dans le temps de la première mesure, et - des moyens (2) pour exécuter un test de bon fonctionnement sur la base d'une comparaison entre les première et deuxième mesures, de sorte que:  6. Detector comprising at least two measurement sensors (MCA1, MCA2, ..., MCAj, ...., MCAn), characterized in that it comprises: - at least one first measurement sensor (MCA1) said " usage sensor "to perform at least a first measurement, - at least a second measurement sensor (MCA2) called" reference sensor "to perform at least a second measurement, the second measurement being close in time to the first measurement and means (2) for performing a function test based on a comparison between the first and second measurements, so that: B 14115.3/PRB 14115.3 / PR - si les résultats des première et deuxième mesures sont proches au sens d'un critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures (MCAl) est maintenu comme " capteur d'usage ", et - si les résultats des première et deuxième mesures ne sont pas proches au sens du critère de bon fonctionnement, le premier capteur de mesures est remplacé en tant que " capteur d'usage " par un  - if the results of the first and second measurements are close to the meaning of a functioning criterion, the first measurement sensor (MCAl) is maintained as a "usage sensor", and - if the results of the first and second measurements do not are not close to the meaning of the criterion of correct operation, the first measuring sensor is replaced as a "wear sensor" by a capteur de mesures différent.different measurement sensor. 7. Détecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour sélectionner, comme capteur d'usage, le deuxième capteur de mesures (MCA2) précédemment utilisé comme capteur de référence en remplacement du premier capteur de mesures (MCA1) et des moyens pour sélectionner un capteur de mesures non encore utilisé (MCAj) dit " capteur de réserve " comme nouveau " capteur de  7. Detector according to claim 6, characterized in that it comprises means for selecting, as a usage sensor, the second measurement sensor (MCA2) previously used as a reference sensor to replace the first measurement sensor (MCA1). and means for selecting a measurement sensor not yet used (MCAj) called "reserve sensor" as a new "sensor of référence ".reference ". 8. Détecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour sélectionner un capteur de mesures non encore utilisé (MCAj) dit " capteur de réserve " comme capteur d'usage  8. Detector according to claim 6, characterized in that it comprises means for selecting a measurement sensor not yet used (MCAj) said "reserve sensor" as a wear sensor en remplacement du premier capteur de mesures (MCAl).  replacing the first measurement sensor (MCAl). 9. Détecteur selon l'une quelconque des  9. Detector according to any one of revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les  Claims 6 to 8, characterized in that the capteurs de mesures sont des microcapteurs chimiques.  Measurement sensors are chemical microsensors. B 14115.3/PRB 14115.3 / PR 10. Détecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le microcapteur chimique est un  10. Detector according to claim 9, characterized in that the chemical microsensor is a microcapteur pour la mesure du pouvoir oxydant.  microsensor for the measurement of oxidative power. B 14115.3/PRB 14115.3 / PR
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