FR3052864A1

FR3052864A1 - Procede pour mesurer le debit d’un fluide

Info

Publication number: FR3052864A1
Application number: FR1670334A
Authority: FR
Inventors: Maurice Behague; Christophe Delebarre; Kevin Moisan
Original assignee: Maco Pharma SAS
Current assignee: Maco Pharma SAS
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-12-22
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: FR3052864B1

Abstract

Procédé pour mesurer le débit d'un fluide en écoulement dans un conduit, ledit fluide comprenant des particules en suspension, le procédé comprenant : - l'émission d'une onde acoustique stationnaire dans ledit conduit, l'onde acoustique étant configurée pour dévier des particules en suspension, - la détection optique de ladite déviation des particules produite par l'émission de l'onde acoustique stationnaire, ladite détection optique étant configurée pour générer un signal indicatif de ladite déviation, et - le traitement du signal généré par la détection optique, ledit traitement comprenant la détermination du temps pris par la déviation pour parcourir une distance prédéterminée de sorte à calculer le débit dudit fluide.

Description

L’invention concerne un procédé pour mesurer le débit d’un fluide en écoulement dans un conduit ainsi qu'un dispositif de mesure pour mettre en œuvre un tel procédé. L'invention s'applique au domaine des mesures non invasives de débit fluidique, notamment dans le secteur médical ou biomédical.

Dans le champ de la transfusion, depuis le prélèvement du sang d’un donneur jusqu’à sa transfusion à un patient, le sang et ses composants séparés subissent différentes étapes de traitement durant lesquelles la dynamique des fluides, et notamment la détermination du débit, joue un rôle important.

Par exemple, lors d'un prélèvement sanguin par gravité, des agitateurs de prélèvement sont utilisés qui affichent le débit sanguin. L'indication d'un débit sanguin trop faible permet d'alerter l'infirmière sur un éventuel mauvais positionnement de l'aiguille de prélèvement. A ce jour, et comme illustré dans le document EP 1 442 758, le débit instantané du sang prélevé est calculé à partir de la variation de poids de la poche de collecte, le poids déterminant par ailleurs le volume collecté. Or la précision du débit instantané dérivé de la mesure du poids est imprécise due aux perturbations générées par l'environnement. Avec un dispositif de mesure de débit suffisamment précis, le volume de sang prélevé pourrait être connu par intégration du débit instantané et il ne serait plus nécessaire d’intégrer un peson dans l’agitateur de prélèvement.

Lors de la séparation des composants sanguins sur des automates de presse, le volume des composants sanguins extraits est déterminé par le poids de la poche qui les contient. Comme pour le prélèvement, des dispositifs de mesure de débit permettraient de s’affranchir de certaines pesées.

De la même façon, le suivi en temps réel du débit fluidique lors de la filtration du sang ou des composants sanguins permet un meilleur contrôle et une meilleure documentation de cette étape de traitement.

Pour des raisons évidentes de non contamination, un tel dispositif de mesure de débit doit être non invasif, c’est-à-dire qu’aucun de ses constituants ne doit être en contact avec le fluide dont le débit est à mesurer. Le dispositif de mesure doit également être capable de déterminer avec précision des débits faibles de l’ordre de 0 à 50 ml/min.

Il existe des techniques non invasives de mesure de débit telle que la mesure de débit par ultrasons. Par exemple, dans le document US 5 052 230, il est décrit un procédé de mesure de débit par ultrasons d’un fluide s’écoulant à travers un tube d'après la méthode de la différence du temps de transit. Le procédé utilise deux capteurs à ultrasons, chaque capteur émettant et recevant des signaux ultrasoniques en alternance. Ce procédé est généralement utilisé pour des gammes de débits élevés.

Une autre technique de mesure de débit, décrite par exemple dans le document EP 0 289 361, est la thermoflumétrie qui repose également sur la mesure d’un temps de transit entre un pic de température appliqué au fluide et la mesure du temps de propagation de ce pic de température en aval. L’inconvénient de cette technique est qu’il est difficile d’appliquer sans contact direct avec le fluide un pic de température. En outre, l’accroissement de la température du fluide peut détériorer sa qualité, notamment dans le cas du sang.

Le document W 02010/004554 propose une méthode pour mesurer le débit du sang in-vivo par acousto-optique. Dans cette méthode, une région du corps est irradiée simultanément avec une lumière d'une certaine longueur d'onde et avec une radiation acoustique. La lumière diffusée par le corps humain, marquée par ultrasons (ultrasound tagged light) est ensuite détectée. La détermination du débit est finalement obtenue par analyse du spectre de lumière. Cette méthode nécessite cependant un traitement optique complexe. L'invention propose un procédé non invasif pour mesurer de faibles débits d’un fluide avec précision.

Ainsi, selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé pour mesurer le débit d’un fluide en écoulement dans un conduit, ledit fluide comprenant des particules en suspension, le procédé comprenant : - l’émission d’une onde acoustique stationnaire dans ledit conduit, l’onde acoustique étant configurée pour dévier des particules en suspension, - la détection optique de ladite déviation des particules produite par l’émission de l’onde acoustique stationnaire, ladite détection optique étant configurée pour générer un signal indicatif de ladite déviation, et - le traitement du signal généré par la détection optique, ledit traitement comprenant la détermination du temps pris par la déviation pour parcourir une distance prédéterminée de sorte à calculer le débit dudit fluide.

Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de mesure de débit d’un fluide comprenant des particules en suspension, ledit fluide s’écoulant dans un conduit, ledit dispositif comprenant : - un générateur acoustique apte à émettre une onde acoustique stationnaire dans le conduit, l’onde acoustique étant configurée pour dévier des particules en suspension, - un détecteur optique apte à détecter la déviation des particules produite par rémission de l’onde acoustique, ledit détecteur étant configuré pour générer un signal indicatif de ladite déviation, et - une unité de traitement du signal généré par le détecteur optique apte à calculer le débit du fluide à partir de la détermination du temps pris par la déviation pour parcourir une distance prédéterminée. D'autres objets et avantages apparaîtront au cours de la description qui suit en lien avec les figures annexées selon lesquelles :

Les figures 1 et 2 représentent de façon très schématique un dispositif de mesure du débit d’un fluide selon l’invention à l’aide d’un transducteur produisant, dans un conduit, une onde stationnaire à un nœud et cinq nœuds, respectivement.

La figure 3 représente de façon schématique une courbe théorique (a) d’émission périodique d’une onde stationnaire en fonction du temps et la courbe théorique (b) correspondante de la quantité de lumière transmise au travers d’un conduit en fonction du temps.

La figure 4 représente une courbe théorique de la quantité de lumière obtenue avec un capteur CCD linéaire en fonction de la position des couches de focalisation des particules dans le conduit et après émission d’une onde stationnaire à cinq nœuds.

La figure 5A représente des courbes de la quantité de lumière bleue, rouge et verte respectivement obtenue avec un capteur CMOS en fonction de la position des couches de focalisation des particules dans le conduit après émission d’une onde stationnaire à cinq nœuds.

La figure 5B représente l’index de contraste pour la lumière bleue, rouge et verte en fonction du temps, calculé à partir des courbes de la figure 5A.

La figure 6 représente un schéma fonctionnel du dispositif de mesure selon l’invention.

Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé pour mesurer le débit d’un fluide en écoulement dans un conduit, ledit fluide comprenant des particules en suspension.

Le fluide comprenant des particules en suspension est par exemple un fluide biologique tel que du sang total comprenant des cellules sanguines (globules rouges, globules blancs, plaquettes) en suspension dans du plasma ou un composant sanguin, notamment une suspension d’érythrocytes telle qu’un concentré de globules rouges ou une suspension plaquettaire telle qu’un concentré de plaquettes.

Selon un autre exemple, le fluide est un milieu synthétique tel qu’un milieu de culture dans lequel des cellules sont en suspension.

En variante, les particules sont des objets inertes tels que des billes utilisées comme support cellulaire en suspension dans un milieu de culture.

Les particules en suspension ont une taille typiquement inférieure à 50 pm.

Le fluide s’écoule notamment dans un conduit réalisé dans un matériau ayant une impédance acoustique adaptée à celle de la céramique du transducteur piézoélectrique, par exemple en verre. En variante, le conduit est une tubulure en matériau thermoplastique élastique tel qu’en polychlorure de vinyle ou éthylène-acétate de vinyle.

Le procédé selon l’invention comprend : - l’émission d’une onde acoustique stationnaire dans ledit conduit, l’onde acoustique étant configurée pour dévier des particules en suspension, - la détection optique de ladite déviation des particules produite par l’émission de l’onde acoustique stationnaire, ladite détection optique étant configurée pour générer un signal indicatif de ladite déviation, et - le traitement du signal généré par la détection optique, ledit traitement comprenant la détermination du temps pris par la déviation pour parcourir une distance prédéterminée de sorte à calculer le débit dudit fluide.

En relation avec les figures 1 et 2, une onde acoustique stationnaire est émise dans un conduit 1 à une première position du conduit. L’onde est émise par un générateur acoustique 2 décrit plus en détail ci-dessous et notamment par un transducteur piézoélectrique qui permet la conversion d’une énergie électrique en énergie mécanique et réciproquement.

Une onde acoustique stationnaire est définie par l’interférence de deux ondes sinusoïdales de même fréquence se propageant en sens inverse.

Le conduit 1 dans lequel le fluide s’écoule est un conduit résonnant. Il comprend une paroi émettrice 3 et une paroi réfléchissante 4 qui lui fait face. Lorsqu’une onde acoustique se propage dans un tel conduit résonant à partir de la paroi émettrice, elle est réfléchie par la paroi réfléchissante et se propage alors en sens opposé dans le conduit. L’onde réfléchie interfère avec l’onde émise de sorte à produire une onde acoustique stationnaire.

Une onde acoustique stationnaire est générée lorsque l’épaisseur E du conduit, c’est-à-dire la distance entre la paroi émettrice 3 et la paroi réfléchissante 4, et la longueur d’onde acoustique λ sont liées par la relation E= ηχλ/2 (formule 1) dans laquelle n est le nombre de noeuds acoustiques créé dans l’épaisseur du conduit.

Sur la figure 1, un seul nœud acoustique est généré, et sur la figure 2, cinq nœuds acoustiques sont générés. L’épaisseur du conduit est typiquement comprise entre 0,1 et 1 cm, notamment entre 0,2 et 0,8 cm.

Pour obtenir une onde acoustique stationnaire, il faut donc que l’épaisseur du conduit soit un multiple de la demi-longueur d’onde. L’onde acoustique stationnaire émise est configurée pour dévier les particules en suspension, c’est-à-dire que les particules s’écartent de la trajectoire normale qu’elles semblaient devoir suivre, à savoir la trajectoire parallèle à l’axe longitudinale du conduit.

Dans le conduit d’écoulement résonant, les particules sont soumises à une force acoustique générée par l’onde acoustique stationnaire. Cette force a comme propriété de dévier les particules en écoulement dans le conduit vers les noeuds de pression de l’onde acoustique stationnaire, à l’endroit où le potentiel acoustique est le plus faible.

Les particules sont également soumises à des forces secondaires au niveau du nœud de pression qui vont attirer les particules entre elles de sorte à stabiliser l’agglomérat de particules au niveau du nœud de pression.

Notamment, la déviation comprend la focalisation des particules vers le ou les nœuds de pression de l’onde acoustique stationnaire, c’est-à-dire que les particules en suspension convergent et se concentrent dans le conduit au voisinage du ou des nœuds de pression.

En particulier, pour un conduit d’épaisseur E connue, une onde acoustique stationnaire est émise à une fréquence suffisante pour créer au moins un nœud de pression, notamment entre deux et dix nœuds de pression à l’intérieur du conduit. Le nombre de nœuds de pression générés par l’émission de l’onde acoustique est choisi en fonction de la concentration des particules dans le fluide en écoulement.

La longueur d’onde est donnée par la relation suivante : λ = C/F (formule 2) dans laquelle G est la vitesse du son dans le fluide et F est la fréquence de l’onde acoustique.

Ainsi, d’après les formules 1 et 2 ci-dessus, la fréquence d’émission de l’onde acoustique est déterminée par la formule F=n*C/2E (formule 3) dans laquelle n, G et E sont définis comme précédemment.

En particulier, l’onde acoustique est émise à une fréquence comprise entre 1 et 5 Mhz de sorte à ne pas endommager les cellules en suspension.

Avantageusement, l’onde acoustique stationnaire possède une énergie acoustique suffisamment élevée afin de minimiser le temps mis par une particule pour converger vers un nœud de pression, ci-après appelé le temps de convergence.

Ce temps de convergence est en outre fonction du nombre de nœuds de pression de l’onde acoustique stationnaire. Plus le nombre de nœuds de pression est élevé, plus le temps de convergence sera réduit. L’énergie acoustique dépend de la tension appliquée aux bornes du transducteur électrique. La tension doit cependant rester suffisamment faible pour éviter un trop grand échauffement du transducteur qui pourrait impacter le fluide, notamment dans le cas où le fluide est du sang.

Il a été déterminé expérimentalement qu’une tension appliquée aux bornes du transducteur d’au moins 10 V, notamment de l’ordre de 15 à 20 V était suffisante pour obtenir une focalisation des particules quasi instantanée et n’endommageait pas les cellules sanguines.

Il est en outre avantageux d’augmenter la durée de l’interaction de la particule avec l’onde acoustique stationnaire, appelé ci-après le temps d’interaction. En effet, plus le débit sera élevé, plus ce temps d’interaction sera court, de sorte que la focalisation sera incomplète.

En outre, si le temps d’interaction est plus petit que le temps de convergence, les particules n’ont pas le temps d’atteindre leur position neutre à un nœud de pression, et la focalisation sera partielle.

Le temps d’interaction Ti dépend de la longueur du transducteur Lt utilisé pour émettre l’onde acoustique stationnaire selon la relation Ti = Lt/v (formule 4) dans laquelle v est la vitesse d’écoulement du fluide dans le conduit.

Pour un même temps d’interaction, plus le débit à mesurer est élevé, plus la longueur du transducteur est élevée.

Par exemple, le transducteur possède une longueur de l’ordre de 5 à 20 mm, notamment de l’ordre de 10 mm.

Avantageusement, l’onde acoustique stationnaire est émise de façon périodique permettant d’accroitre le nombre de mesure du signal indicatif de la déviation et d’effectuer des moyennes dans le temps de sorte à pouvoir détecter plus facilement les changements de déviation des particules.

En particulier, la durée d’application du signal électrique sur le transducteur est variable dans le temps telle qu’illustré sur la figure 3.

Après l’étape d’émission d’une onde acoustique stationnaire, le procédé pour mesurer le débit comprend l’étape de détection optique de la déviation des particules produite par l’émission de l’onde acoustique stationnaire, ladite détection optique étant configurée pour générer un signal indicatif de ladite déviation

Notamment, la déviation est détectée à une deuxième position du conduit située en aval de la première position par rapport au sens d’écoulement du fluide au niveau de laquelle l’onde acoustique est émise. Dans ce cas, le débit du fluide est calculé en fonction du temps pris par la déviation pour parcourir la distance entre la première et la deuxième position.

Avantageusement, la déviation est détectée à une troisième position du conduit située en aval de ladite deuxième position par rapport au sens d’écoulement du fluide.

Cette détection à une troisième position du conduit permet de calculer le débit du fluide à partir du temps pris par la déviation pour parcourir la distance entre la deuxième et la troisième position, sans avoir à tenir compte du temps de convergence des particules.

Selon une réalisation particulière, la détection optique est réalisée à l’aide d’un détecteur optique 5 comprenant un capteur optique ou un capteur d’images.

Dans le cas d’un capteur optique, la détection optique comprend l’illumination du fluide dans le conduit et la mesure de la quantité de lumière émise et/ou transmise au travers dudit fluide, un changement dans ladite quantité de lumière étant indicatif de la déviation des particules.

Avantageusement, la détection optique est réalisée à l’aide d’un capteur optique comprenant au moins une source de lumière telle qu’une diode et au moins un photo-détecteur tel qu’une photodiode.

La ou les longueurs d’onde de la lumière du détecteur optique sont adaptées à la nature du fluide et des particules en suspension.

Par exemple, dans le cas du sang total, on utilise une lumière bleue ou verte qui est absorbée par les globules rouges.

En transmission, la source de lumière et le photo-détecteur sont disposés de part et d’autre du conduit.

La détection par diode / photodiode permet de détecter si des particules sont focalisés ou non. La diode et la photodiode sont avantageusement utilisées en transmission.

La figure 3 (b) illustre le signal pouvant être obtenu en sortie d’un tel détecteur optique en fonction du temps, après émission modulée en fonction du temps d’une onde stationnaire comme indiqué sur la figure 3 (a).

Selon une autre réalisation, la détection optique est réalisée à l’aide d’un capteur d’images. La détection optique comprend alors la capture d’une pluralité d’images du conduit pendant un temps prédéterminé et le traitement d’image sur ladite pluralité d’images pour déterminer la déviation des particules.

Le capteur d’images génère un signal indicatif de la déviation, par exemple sous la forme d’une courbe qui représente un index de contraste en fonction du temps, mesuré pour un débit déterminé.

Par exemple, à partir d’une image du conduit, il est possible de déterminer une quantité de lumière pour une couleur particulière (figure 5A) et d’en calculer ensuite le une valeur de contraste. L’évolution du contraste pour une couleur déterminée, en fonction du temps définit l’index de contraste (figure 5B).

Le capteur d’images comprend par exemple un détecteur CCD (Charged coupled device) ou CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). Le capteur d’images capture une pluralité d’images et communique un signal indicatif de la déviation des particules à l’unité de traitement du dispositif de mesure de débit.

La détection par un capteur d’image linéaire permet de réaliser un capteur d’intensité lumineuse à une dimension. Le capteur linéaire visualise, sur une ligne, des zones de contraste entre les couches sur lesquelles les particules sont focalisées et les couches appauvries en particules. Les zones de contrastes sont déterminées en mesurant une quantité de lumière sur une ou plusieurs longueurs d’onde (Fig. 4 et 5A).

La détection par un capteur d’images à deux dimensions (matrice CCD ou matrice CMOS) visualise les mêmes contrastes non plus sur une ligne mais sur une surface. A partir de ces courbes de quantité de lumière, il est possible de calculer des courbes de contraste en fonction du temps, comme montré sur la figure 5B.

Ces courbes constituent le signal généré par le détecteur optique à traiter pour déterminer le débit du fluide.

Après la génération d’un signal optique par l’étape de détection optique, ce signal est traité afin de calculer le débit du fluide.

Ce traitement du signal comprend la détermination du temps pris par la déviation pour parcourir une distance déterminée.

Par exemple, lorsque l’onde stationnaire est émise à une première position du conduit et la déviation est détectée à une deuxième position du conduit, séparée d’une distance D, le traitement du signal comprend la détermination du temps entre l’émission de l’onde à la première position du conduit et la détection de la déviation à la deuxième position du conduit.

Le débit Q est ensuite calculé par la relation Q = d*S / (T2-T1) (formule 4), dans laquelle avec T1 est le temps à l’émission de l’onde acoustique à la première position du conduit, T2 est le temps à la détection de la déviation à la deuxième position du conduit, S est la surface traversée par le fluide dans le conduit.

Comme expliqué plus haut, la focalisation des particules dépend du temps de convergence des particules et peut ne pas être immédiate. Afin de s’affranchir de ce temps de convergence, il est avantageux d’utiliser une deuxième détection optique à une troisième position dans le conduit.

Dans ce cas-là, dans la formule 4 ci-dessus, T2 est le temps de détection de la déviation à la troisième position du conduit et T1 est le temps de détection de la déviation à la deuxième position du conduit.

Il est ainsi possible de déterminer des débits de l’ordre de 0 à 30 ml/min avec une précision de 1 ml/min et une résolution de 0,1 ml/min.

Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de mesure de débit d’un fluide comprenant des particules en suspension, ledit fluide s’écoulant dans un conduit, ledit dispositif comprenant : - un générateur acoustique 2 apte à émettre une onde acoustique stationnaire dans le conduit, l’onde acoustique étant configurée pour dévier des particules en suspension, - un détecteur optique 5 apte à détecter la déviation des particules produite par rémission de l’onde acoustique, ledit détecteur étant configuré pour générer un signal indicatif de ladite déviation, et - une unité de traitement du signal généré par le détecteur optique apte à calculer le débit du fluide à partir de la détermination du temps pris par la déviation pour parcourir une distance prédéterminée.

Dans une réalisation, le générateur acoustique est un transducteur piézoélectrique qui permet la conversion d’une énergie électrique en énergie mécanique et réciproquement.

Le transducteur piézoélectrique est notamment un transducteur céramique de type titano-zirconate de plomb (PZT) ou un film polymère piézoélectrique souple de type poly(fluorure de vinylidène).

Le transducteur piézoélectrique est fixé au conduit soit par collage soit par serrage. La colle est par exemple une colle cyanolite ayant un bon couplage acoustique.

Un gel à ultrasons entre le transducteur piézoélectrique et le conduit peut être utilisé pour permettre un contact étanche entre le conduit et le transducteur piézoélectrique, et ainsi assurer une bonne transmission de l’onde acoustique dans le conduit.

Le transducteur piézoélectrique est apte à émettre une onde acoustique stationnaire dans le conduit, l’onde acoustique étant configurée pour dévier des particules en suspension.

La géométrie du transducteur est importante pour obtenir des noeuds de pression significatifs dans le conduit et ainsi dévier les particules. L’épaisseur du transducteur piézoélectrique détermine sa fréquence propre. La fréquence propre d’un transducteur est la fréquence pour laquelle celui-ci fonctionne de manière optimale, c’est-à-dire pour laquelle le couplage électrique et acoustique est le meilleur.

Le transducteur piézoélectrique possède une épaisseur typiquement comprise entre 0,2 et 2 mm, notamment dans la plage allant de 0,5 à 1 mm pour une fréquence propre allant de 2 MHz à 4 Mhz.

Afin de générer des noeuds de pression acoustique dans le conduit, la fréquence propre du transducteur doit être proche de la fréquence de résonance théorique du conduit.

Le dispositif de mesure de débit comprend en outre un détecteur optique 5 apte à détecter la déviation des particules produite par l’émission de l’onde acoustique, ledit détecteur étant configuré pour générer un signal indicatif de ladite déviation.

Par exemple, le détecteur optique comprend un capteur optique ou un capteur d’images.

En variante, le détecteur optique comprend un premier et un deuxième capteur afin de pouvoir déterminer le temps pris par la déviation des particules pour se déplacer du premier au deuxième capteur.

Le détecteur optique est placé en aval du générateur acoustique, avantageusement orthogonalement à lui comme schématisé sur les figures 1 et 2.

Par exemple, le détecteur optique est un capteur optique comprenant une diode et une photodiode. La diode émet notamment une lumière de longueur d’onde adaptée au fluide, par exemple 805 nm dans le cas du sang.

La photodiode permet de déterminer un changement dans la densité optique du fluide en fonction de la quantité de lumière transmise au travers du conduit.

En autre variante, le détecteur optique est un dispositif d’imagerie permettant d’acquérir une pluralité d’images sur un temps prédéterminé, tel qu’un capteur d’images.

Le détecteur optique communique avec l’unité de traitement afin que celle-ci traite le signal généré par le détecteur optique.

Notamment, l’unité de traitement est un microprocesseur qui, à partir des données reçues par le détecteur optique, va calculer le débit du fluide.

Le microprocesseur comprend en outre une unité de commande apte à contrôler le générateur acoustique pour contrôler le signal acoustique émis. L’unité de commande contrôle en outre le détecteur optique.

La figure 6 représente un schéma fonctionnel du dispositif de mesure de l’invention.

Selon ce schéma, l’unité de traitement G communique avec un générateur de fréquence D et les détecteurs optiques B1 et B2.

Le générateur de fréquence D, commandé par l’unité de traitement G, transmet une énergie électrique au générateur acoustique A afin d’émettre une onde acoustique stationnaire dans le conduit. Les détecteurs optiques B1 et B2, commandés par l’unité de traitement G, émettent un signal en sortie qui est traité par l’unité de traitement G afin de déterminer le débit du fluide en écoulement dans le conduit.

Selon une réalisation particulière, le dispositif de mesure est un dispositif dissocié du conduit.

Par exemple, il est sous la forme d’un boîtier apte à compresser le conduit, de sorte à mettre le générateur acoustique et le détecteur optique directement en contact avec la paroi du conduit. Le boîtier comprend notamment des parois planes et est configuré pour maintenir serré le conduit.

En variante, le dispositif de mesure intègre de fabrication le conduit, ce qui permet de choisir les matériaux et la géométrie du conduit les plus appropriés pour mettre en œuvre le procédé de mesure de débit.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour mesurer le débit d’un fluide en écoulement dans un conduit, ledit fluide comprenant des particules en suspension, caractérisé en ce qu’il comprend : - l’émission d’une onde acoustique stationnaire dans ledit conduit, l’onde acoustique étant configurée pour dévier des particules en suspension, - la détection optique de ladite déviation des particules produite par l’émission de l’onde acoustique stationnaire, ladite détection optique étant configurée pour générer un signal indicatif de ladite déviation, et - le traitement du signal généré par la détection optique, ledit traitement comprenant la détermination du temps pris par la déviation pour parcourir une distance prédéterminée de sorte à calculer le débit dudit fluide.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la déviation comprend la focalisation des particules vers le ou les noeuds de pression de l’onde acoustique stationnaire.
3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’onde acoustique est émise à une fréquence suffisante pour créer au moins un nœud de pression, à l’intérieur du conduit.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’onde acoustique stationnaire est émise de façon périodique dans le temps.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’onde acoustique est émise à une première position du conduit, et la déviation est détectée à une deuxième position du conduit située en aval de ladite première position par rapport au sens d’écoulement du fluide.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit traitement du signal comprend la détermination du temps entre l’émission de l’onde à la première position du conduit et la détection de la déviation à la deuxième position du conduit.
7. Procédé selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la déviation est détectée à une troisième position du conduit située en aval de ladite deuxième position par rapport au sens d’écoulement du fluide.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la détection optique comprend l’illumination du fluide dans le conduit et la mesure de la quantité de lumière émise et/ou transmise au travers dudit fluide, un changement dans ladite quantité de lumière étant indicatif de la déviation des particules.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la détection optique comprend la capture d’une pluralité d’images du conduit pendant un temps prédéterminé et le traitement d’image sur ladite pluralité d’images pour déterminer la déviation des particules.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le conduit est un conduit résonant.
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le fluide comprenant des particules est du sang total ou un composant sanguin.
12. Dispositif de mesure de débit d’un fluide comprenant des particules en suspension, ledit fluide s’écoulant dans un conduit (1), ledit dispositif comprenant : - un générateur acoustique (2) apte à émettre une onde acoustique stationnaire dans le conduit, l’onde acoustique étant configurée pour dévier des particules en suspension, - un détecteur optique (5) apte à détecter la déviation des particules produite par rémission de l’onde acoustique, ledit détecteur étant configuré pour générer un signal indicatif de ladite déviation, et - une unité de traitement du signal généré par le détecteur optique apte à calculer le débit du fluide à partir de la détermination du temps pris par la déviation pour parcourir une distance prédéterminée.
13. Dispositif de mesure selon la revendication 12, caractérisé en ce que le générateur acoustique est un transducteur piézoélectrique.
14. Dispositif de mesure de débit selon l’une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que le détecteur optique comprend un capteur optique ou un capteur d’images.
15. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le détecteur optique communique avec l’unité de traitement.
16. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que l’unité de traitement du signal est un microprocesseur.
17. Dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que le conduit est intégré de fabrication au dispositif.