FR3121751A1 - Gas sensor calibration process - Google Patents

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FR3121751A1
FR3121751A1 FR2103783A FR2103783A FR3121751A1 FR 3121751 A1 FR3121751 A1 FR 3121751A1 FR 2103783 A FR2103783 A FR 2103783A FR 2103783 A FR2103783 A FR 2103783A FR 3121751 A1 FR3121751 A1 FR 3121751A1
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Chhayarith HENG UY
Alexis TRIVELLA
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Elichens
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Abstract

Procédé de mesure d’une concentration d’une espèce gazeuse présente dans un gaz, le gaz s’étendant entre une source de lumière et un photodétecteur, l’enceinte, le dispositif comportant : a) illumination du gaz par la source de lumière et mesure d’une intensité de la lumière s’étant propagée à travers le gaz ; b) estimation d’une concentration en appliquant d’une fonction de calibration à l’intensité mesurée ; le procédé étant caractérisé en ce que lors de l’étape b) la fonction de calibration est établie à partir de paramètres, et en ce que l’étape b) comporte: b-i) en fonction de l’intensité mesurée, détermination d’une valeur d’au moins un paramètre de la fonction de calibration ; b-ii) application de la fonction de calibration, paramétrée lors de la sous-étape b-i), à l’intensité mesurée, de façon à estimer la concentration de l’espèce gazeuse. Figure 4.Method for measuring a concentration of a gaseous species present in a gas, the gas extending between a light source and a photodetector, the enclosure, the device comprising: a) illumination of the gas by the light source and measurement of an intensity of light having propagated through the gas; b) estimation of a concentration by applying a calibration function to the measured intensity; the method being characterized in that during step b) the calibration function is established from parameters, and in that step b) comprises: b-i) as a function of the intensity measured, determination of a value of at least one parameter of the calibration function; b-ii) application of the calibration function, configured during sub-step b-i), to the measured intensity, so as to estimate the concentration of the gaseous species. Figure 4.

Description

Procédé de calibration d’un capteur de gazGas sensor calibration process

Le domaine technique de l'invention est un capteur de gaz. L’invention porte principalement sur la façon dont le capteur est calibré.The technical field of the invention is a gas sensor. The invention mainly relates to the way the sensor is calibrated.

ART ANTERIEURPRIOR ART

Le recours à des méthodes optiques pour l'analyse d'un gaz est fréquent. Des capteurs permettent de déterminer la composition d'un gaz en se basant sur le fait que les espèces composant le gaz présentent des propriétés spectrales d'absorption différentes les unes des autres. Ainsi, connaissant une bande spectrale d'absorption d'une espèce gazeuse, sa concentration peut être déterminée par une estimation de l'absorption de la lumière traversant le gaz, en utilisant la loi de Beer-Lambert. Ce principe permet une estimation de la concentration d'une espèce gazeuse présente dans le gaz.Recourse to optical methods for the analysis of a gas is frequent. Sensors make it possible to determine the composition of a gas based on the fact that the species making up the gas have different spectral absorption properties from one another. Thus, knowing a spectral absorption band of a gaseous species, its concentration can be determined by estimating the absorption of light passing through the gas, using the Beer-Lambert law. This principle allows an estimation of the concentration of a gaseous species present in the gas.

Selon les procédés les plus courants, le gaz analysé s'étend entre une source de lumière et un photodétecteur, dit photodétecteur de mesure, ce dernier étant destiné à mesurer une onde lumineuse transmise par le gaz à analyser, l'onde lumineuse étant partiellement absorbée par ce dernier. La source de lumière est usuellement une source émettant dans l'infrarouge, la méthode utilisée étant usuellement désignée par le terme anglosaxon "NDIR detection", l'acronyme NDIR signifiant Non Dispersive Infra-Red. Un tel principe a été fréquemment mis en œuvre, et est par exemple décrit dans les documents US5026992 ou WO2007064370.According to the most common methods, the gas analyzed extends between a light source and a photodetector, called a measurement photodetector, the latter being intended to measure a light wave transmitted by the gas to be analyzed, the light wave being partially absorbed by the latter. The light source is usually a source emitting in the infrared, the method used being usually designated by the Anglo-Saxon term “NDIR detection”, the acronym NDIR meaning Non Dispersive Infra-Red. Such a principle has been frequently implemented, and is for example described in documents US5026992 or WO2007064370.

Les procédés usuels comprennent généralement une mesure d'une onde lumineuse, dite onde lumineuse de référence, émise par la source, l'onde lumineuse de référence étant non absorbée, ou absorbée de façon négligeable, par le gaz analysé. La mesure de l'onde lumineuse de référence permet d'estimer l'intensité de l'onde lumineuse émise par la source, ou d'estimer l'onde lumineuse qui serait détectée par le photodétecteur de mesure en l'absence d'absorption par le gaz analysé.The usual methods generally comprise a measurement of a light wave, called reference light wave, emitted by the source, the reference light wave being not absorbed, or absorbed in a negligible manner, by the gas analyzed. The measurement of the reference light wave makes it possible to estimate the intensity of the light wave emitted by the source, or to estimate the light wave which would be detected by the measurement photodetector in the absence of absorption by the analyzed gas.

Généralement, la mesure de l’onde lumineuse partiellement absorbée par le gaz et la mesure de l’onde lumineuse référence sont combinées dans une fonction de calibration, de façon à estimer la concentration de l’espèce gazeuse.Generally, the measurement of the light wave partially absorbed by the gas and the measurement of the reference light wave are combined in a calibration function, so as to estimate the concentration of the gaseous species.

Les inventeurs proposent un procédé permettant d’améliorer la précision avec laquelle la concentration de l’espèce gazeuse est estimée.The inventors propose a method making it possible to improve the precision with which the concentration of the gaseous species is estimated.

Un premier objet de l’invention est un procédé de mesure d’une concentration d’une espèce gazeuse présente dans un gaz, le gaz s’étendant dans une enceinte, entre une source de lumière et un photodétecteur de mesure, l’enceinte, la source de lumière et le photodétecteur de mesure formant un capteur de gaz, le procédé comportant :A first object of the invention is a method for measuring a concentration of a gaseous species present in a gas, the gas extending in an enclosure, between a light source and a measurement photodetector, the enclosure, the light source and the measurement photodetector forming a gas sensor, the method comprising:

  • a) illumination du gaz par la source de lumière et mesure, par le photodétecteur de mesure, d’une intensité de la lumière émise par la source de lumière et s’étant propagée à travers le gaz ;a) illumination of the gas by the light source and measurement, by the measuring photodetector, of an intensity of the light emitted by the light source and having propagated through the gas;
  • b) estimation de la concentration de l’espèce gazeuse en appliquant une fonction de calibration à l’intensité mesurée ;b) estimation of the concentration of the gaseous species by applying a calibration function to the measured intensity;

le procédé étant caractérisé en ce que lors de l’étape b) la fonction de calibration est établie à partir d’au moins un paramètre dont la valeur est variable, et en ce que l’étape b) comporte:the method being characterized in that during step b) the calibration function is established from at least one parameter whose value is variable, and in that step b) comprises:

  • b-i) en fonction de l’intensité mesurée, ajustement de la valeur du paramètre de la fonction de calibration ;b-i) depending on the measured intensity, adjustment of the value of the calibration function parameter;
  • b-ii) application de la fonction de calibration, paramétrée lors de la sous-étape b-i), à l’intensité mesurée, de façon à estimer la concentration de l’espèce gazeuse.b-ii) application of the calibration function, configured during sub-step b-i), to the measured intensity, so as to estimate the concentration of the gaseous species.

Selon un mode de réalisation, la sous-étape b-i) comporte :According to one embodiment, sub-step b-i) comprises:

  • prise en compte d’au moins une valeur initiale du paramètre et estimation initiale de la concentration en appliquant la fonction de calibration, paramétrée par la valeur initiale du paramètre, à l’intensité mesurée;taking into account at least one initial value of the parameter and initial estimation of the concentration by applying the calibration function, parameterized by the initial value of the parameter, to the measured intensity;
  • en fonction de la concentration initiale, ajustement de la valeur du paramètre de la fonction de calibration.depending on the initial concentration, adjustment of the value of the parameter of the calibration function.

Par « en fonction de l’intensité mesurée », il est entendu directement en fonction de l’intensité mesurée, ou en fonction d’une estimation initiale de la concentration, l’estimation étant effectuée à partir de l’intensité mesurée.By "according to the intensity measured", it is understood directly according to the intensity measured, or according to an initial estimate of the concentration, the estimate being made from the intensity measured.

Selon ce mode de réalisation,According to this embodiment,

  • les étapes a) et b) sont mises en œuvre en plusieurs instants ;steps a) and b) are implemented in several instants;
  • suite à un premier instant, la valeur initiale du paramètre correspond à la valeur du paramètre à l’instant précédent.following a first instant, the initial value of the parameter corresponds to the value of the parameter at the previous instant.

Selon un mode de réalisation :According to one embodiment:

  • l’étape a) comporte une mesure de la température au niveau du capteur de gaz ;step a) includes a measurement of the temperature at the level of the gas sensor;
  • la sous-étape b-i) comporte une prise en compte de la température mesurée dans l’ajustement de la valeur du paramètre de la fonction de calibration.sub-step b-i) includes taking into account the measured temperature in the adjustment of the value of the parameter of the calibration function.

La sous-étape b-i) peut comporter une sélection de la valeur du paramètre parmi plusieurs valeurs possibles du paramètre, la sélection étant effectuée à partir de l’intensité mesurée.Sub-step b-i) may comprise a selection of the value of the parameter from among several possible values of the parameter, the selection being made on the basis of the measured intensity.

La fonction de calibration peut être paramétrée par plusieurs paramètres, la sous-étape b-i) comportant une sélection d’un ensemble de valeurs de paramètres parmi différents ensembles de valeurs préétablies.The calibration function can be parameterized by several parameters, sub-step b-i) comprising a selection of a set of parameter values from among different sets of pre-established values.

Selon un mode de réalisation, la sous-étape b-i) comporte :According to one embodiment, sub-step b-i) comprises:

  • prise en compte d’une fonction d’ajustement prédéterminée, la fonction d’ajustement établissant une relation entre l’intensité mesurée et la valeur du paramètre ;taking into account a predetermined adjustment function, the adjustment function establishing a relationship between the measured intensity and the value of the parameter;
  • détermination de la valeur du paramètre en appliquant la fonction d’ajustement à la valeur de l’intensité résultant de l’étape a).determination of the value of the parameter by applying the adjustment function to the value of the intensity resulting from step a).

Lorsque la sous-étape b-i) comporte une estimation d’une concentration initiale, la fonction d’ajustement est appliquée à la concentration initiale.When sub-step b-i) includes an estimate of an initial concentration, the adjustment function is applied to the initial concentration.

Selon un mode de réalisation, la fonction d’ajustement comporte une comparaison entre la température mesurée par le capteur de température et d’une température de référence.According to one embodiment, the adjustment function comprises a comparison between the temperature measured by the temperature sensor and a reference temperature.

Selon un mode de réalisation :According to one embodiment:

  • le photodétecteur de mesure détecte une intensité de la lumière s’étant propagée à travers le gaz dans une bande spectrale de mesure, correspondant à une bande spectrale d’absorption de l’espèce gazeuse ;the measurement photodetector detects an intensity of the light having propagated through the gas in a measurement spectral band, corresponding to an absorption spectral band of the gaseous species;
  • le capteur comporte un photodétecteur de référence, le photodétecteur de référence étant configuré pour mesurer, dans une bande spectrale de référence, une intensité de référence de la lumière émise par la source de lumière, et considérée comme non atténuée par l’espèce gazeuse ;the sensor comprises a reference photodetector, the reference photodetector being configured to measure, in a reference spectral band, a reference intensity of the light emitted by the light source, and considered as not attenuated by the gaseous species;
  • la fonction de calibration prend en compte l’intensité de référence.the calibration function takes the reference intensity into account.

Selon un mode de réalisation,According to one embodiment,

  • dans la fonction de calibration, l’intensité de référence est multipliée par un paramètre multiplicatif, de façon à estimer une intensité de la lumière qui serait détectée par le photodétecteur de mesure, dans la bande spectrale de mesure, en l’absence de l’espèce gazeuse entre la source de lumière et le photodétecteur de mesure.in the calibration function, the reference intensity is multiplied by a multiplicative parameter, so as to estimate an intensity of the light which would be detected by the measurement photodetector, in the measurement spectral band, in the absence of the gaseous species between the light source and the measurement photodetector.
  • la valeur du paramètre multiplicatif est ajustée lors de la sous-étape b-i).the value of the multiplicative parameter is adjusted during sub-step b-i).

Selon une possibilité,According to one possibility,

  • la fonction de calibration comporte une estimation d’une absorption, par l’espèce gazeuse, de la lumière émise par la source de lumière ;the calibration function comprises an estimation of an absorption, by the gaseous species, of the light emitted by the light source;
  • l’estimation de l’absorption est divisée par un paramètre de normalisation ;the absorption estimate is divided by a normalization parameter;
  • la valeur du paramètre de normalisation est ajustée lors de la sous-étape b-i).the value of the normalization parameter is adjusted during sub-step b-i).

Le procédé peut comporter une comparaison entre l’estimation de l’absorption, divisée par le paramètre de normalisation, et le chiffre 1, la comparaison étant portée à une puissance ( ), où est un réel positif, étant par exemple inférieur ou égal à 1.The method may include a comparison between the absorbance estimate, divided by the normalization parameter, and the number 1, the comparison being raised to a power ( ), where is a positive real, being for example less than or equal to 1.

Un deuxième objet de l’invention est un capteur pour déterminer une concentration d'une espèce gazeuse dans un gaz, le capteur comportant :A second object of the invention is a sensor for determining a concentration of a gaseous species in a gas, the sensor comprising:

  • une source lumineuse configurée pour émettre une onde lumineuse incidente se propageant vers le gaz, l'onde lumineuse incidente s'étendant dans une bande spectrale d'absorption de l'espèce gazeuse;a light source configured to emit an incident light wave propagating towards the gas, the incident light wave extending in an absorption spectral band of the gaseous species;
  • un photodétecteur de mesure, configuré pour détecter une onde lumineuse transmise par le gaz, à au moins un instant de mesure, dans une bande spectrale de mesure et à en mesurer une intensité, dite intensité de mesure;a measurement photodetector, configured to detect a light wave transmitted by the gas, at at least one measurement instant, in a measurement spectral band and to measure an intensity thereof, called measurement intensity;
  • une unité de traitement, programmée pour mettre en œuvre l’étape b) d'un procédé selon le premier objet de l’invention, à partir de l'intensité de mesure.a processing unit, programmed to implement step b) of a method according to the first object of the invention, from the measurement intensity.

Le capteur peut comporter un capteur de température, configuré pour mesurer une température, et dans lequel l’unité de traitement est configurée pour mettre en œuvre l’étape b) en prenant en compte la température mesurée.The sensor may comprise a temperature sensor, configured to measure a temperature, and in which the processing unit is configured to implement step b) by taking into account the measured temperature.

Le capteur peut comporter un photodétecteur de référence, configuré pour mesurer une intensité, dite intensité de référence, d'une onde lumineuse de référence émise par la source de lumière, dans une bande spectrale de référence, à l’instant de mesure ou à chaque instant de mesure, l’unité de traitement étant configurée pour mettre en œuvre l’étape b) en prenant en compte l’intensité de référence. Dans ce cas, la fonction de calibration prend en compte l’intensité de référence.The sensor may comprise a reference photodetector, configured to measure an intensity, called reference intensity, of a reference light wave emitted by the light source, in a reference spectral band, at the instant of measurement or at each instant of measurement, the processing unit being configured to implement step b) taking into account the reference intensity. In this case, the calibration function takes the reference intensity into account.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de l'exposé des exemples de réalisation présentés, dans la suite de la description, en lien avec les figures listées ci-dessous.The invention will be better understood on reading the description of the embodiments presented, in the remainder of the description, in connection with the figures listed below.

FIGURESFIGURES

La schématise les principaux composants d’un dispositif selon l’invention. The schematizes the main components of a device according to the invention.

La illustre les principales étapes d’un procédé de mesure pouvant être mis en œuvre en utilisant le dispositif schématisé sur la . The illustrates the main steps of a measurement method that can be implemented using the device shown diagrammatically on the .

La montre un premier exemple de fonction d’ajustement, permettant un ajustement de la valeur d’au moins un paramètre de la fonction de calibration. Dans ce premier exemple, la fonction d’ajustement est discontinue. The shows a first example of adjustment function, allowing an adjustment of the value of at least one parameter of the calibration function. In this first example, the adjustment function is discontinuous.

La montre un deuxième exemple de fonction d’ajustement, cette dernière étant continue. The shows a second example of a fitting function, the latter being continuous.

La montre des concentrations mesurées par un capteur de gaz en mettant en œuvre une fonction de calibration selon l’art antérieur (courbe b) et en mettant en œuvre une fonction de calibration selon l’invention (courbe c), la courbe (a) montrant les valeurs exactes des concentrations. The shows concentrations measured by a gas sensor by implementing a calibration function according to the prior art (curve b) and by implementing a calibration function according to the invention (curve c), curve (a) showing the exact concentration values.

EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERSDESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS

La figure 1 est un exemple d’un capteur de gaz 1. Le gaz comporte une espèce gazeuse dont on cherche à déterminer une quantité , par exemple une concentration, à un instant de mesure . Cette espèce gazeuse absorbe une part mesurable de la lumière dans une bande spectrale d'absorption Figure 1 is an example of a gas sensor 1. The gas contains a gaseous species of which we want to determine a quantity , for example a concentration, at a measurement instant . This gaseous species absorbs a measurable part of the light in a spectral band of absorption

Le capteur comporte une enceinte 10 définissant un espace interne à l’intérieur duquel se trouvent :The sensor comprises an enclosure 10 defining an internal space inside which there are:

  • une source de lumière 11, apte à émettre une onde lumineuse 12, dite onde lumineuse incidente, de façon à illuminer un gaz s’étendant dans l’espace interne. L'onde lumineuse incidente 12 s'étend selon une bande spectrale d'illumination Δ12.a light source 11, capable of emitting a light wave 12, referred to as an incident light wave, so as to illuminate a gas extending into the internal space. The incident light wave 12 extends along a spectral illumination band Δ 12 .
  • Un photodétecteur 20, dit photodétecteur de mesure, configuré pour détecter une onde lumineuse 14 transmise par le gaz , sous l’effet de l'illumination de ce dernier par l'onde lumineuse incidente 12. L'onde lumineuse 14 est désignée par le terme onde lumineuse de mesure. Elle est détectée, par le photodétecteur de mesure 20, dans une bande spectrale de mesure Δmes.A photodetector 20, called a measurement photodetector, configured to detect a light wave 14 transmitted by the gas , under the effect of the illumination of the latter by the incident light wave 12. The light wave 14 is designated by the term measurement light wave. It is detected, by the measurement photodetector 20, in a spectral measurement band Δ mes .
  • Avantageusement, un photodétecteur de référence 20ref, configuré pour détecter une onde lumineuse 12ref, dite de référence dans une bande spectrale de référence Δref.La bande spectrale de référence Δrefest une bande spectrale dans laquelle on considère que l'absorption de l'onde lumineuse 12 par le gaz est négligeable.Advantageously, a reference photodetector 20 ref , configured to detect a so-called reference light wave 12 ref , in a reference spectral band Δ ref . The reference spectral band Δ ref is a spectral band in which it is considered that the absorption of the light wave 12 by the gas is negligible.
  • une unité de traitement 30, pour estimer une concentration de l’espèce gazeuse à chaque instant de mesure en fonction d’une intensité de l’onde lumineuse 14 transmise par le gaz . Il peut par exemple s’agir d’un microprocesseur.a processing unit 30, for estimating a concentration of the gaseous species at each instant of measurement as a function of an intensity of the light wave 14 transmitted by the gas . It may for example be a microprocessor.

La bande spectrale de référence Δrefest différente de la bande spectrale de mesure Δmes. La bande spectrale de mesure Δmespeut notamment être plus large que la bande spectrale de référence Δref. La bande spectrale de mesure Δmespeut comprendre la bande spectrale de référence Δref.The reference spectral band Δ ref is different from the measurement spectral band Δ mes . The measurement spectral band Δ mes can in particular be wider than the reference spectral band Δ ref . The measurement spectral band Δ mes can comprise the reference spectral band Δ ref .

La source de lumière 11 est apte à émettre l'onde lumineuse incidente 12, selon la bande spectrale d'illumination Δ12, cette dernière pouvant s'étendre entre le proche ultraviolet et l’infrarouge moyen, par exemple entre 200 nm et 10 µm, et le plus souvent entre 1 µm et 10 µm. La bande spectrale d'absorption de l'espèce gazeuse analysée est comprise dans la bande spectrale d'illumination Δ12. La source de lumière 11 peut notamment être impulsionnelle, l'onde lumineuse incidente 12 étant une impulsion de durée généralement comprise entre 100 ms et 1 s. La source de lumière 11 peut notamment être une source de lumière de type filament suspendu et chauffé à une température comprise entre 400°C et 800°C. Son spectre d'émission, dans la bande spectrale d'illumination Δ12, correspond au spectre d'émission d'un corps noir.The light source 11 is capable of emitting the incident light wave 12, according to the spectral illumination band Δ 12 , the latter possibly extending between near ultraviolet and mid infrared, for example between 200 nm and 10 μm , and most often between 1 µm and 10 µm. The absorption spectral band of the gaseous species analyzed is included in the spectral band of illumination Δ 12 . The light source 11 may in particular be pulsed, the incident light wave 12 being a pulse of duration generally between 100 ms and 1 s. The light source 11 may in particular be a light source of the suspended filament type and heated to a temperature of between 400° C. and 800° C. Its emission spectrum, in the spectral band of illumination Δ 12 , corresponds to the emission spectrum of a black body.

Le photodétecteur de mesure 20 est de préférence associé à un filtre optique 18, définissant la bande spectrale de mesure Δmesenglobant tout ou partie de la bande spectrale d'absorption de l'espèce gazeuse.The measurement photodetector 20 is preferably associated with an optical filter 18, defining the measurement spectral band Δ mes encompassing all or part of the absorption spectral band of the gaseous species.

Dans l'exemple considéré, le photodétecteur de mesure 20 est une thermopile, apte à délivrer un signal dépendant de l'intensité de l'onde lumineuse détectée. De façon alternative, le photodétecteur de mesure peut être une photodiode ou un autre type de photodétecteur.In the example considered, the measurement photodetector 20 is a thermopile, able to deliver a signal depending on the intensity of the light wave detected. Alternatively, the measurement photodetector may be a photodiode or another type of photodetector.

Le photodétecteur de référence 20refest disposé à côté du photodétecteur de mesure 20 et est de même type que ce dernier. Il est associé à un filtre optique, dit filtre optique de référence 18ref. Le filtre optique de référence 18refdéfinit la bande spectrale de référence correspondant à une plage de longueurs d'onde non absorbées par l'espèce gazeuse considérée. La bande passante de référence est par exemple centrée autour de la longueur d'onde 3.91 µm.The reference photodetector 20 ref is placed next to the measurement photodetector 20 and is of the same type as the latter. It is associated with an optical filter, called reference optical filter 18 ref . The 18 ref optical reference filter defines the reference spectral band corresponding to a range of wavelengths not absorbed by the gaseous species considered. Reference Bandwidth is for example centered around the wavelength 3.91 μm.

L'intensité de l'onde lumineuse 14 détectée par le photodétecteur de mesure 20, dite intensité de mesure, à un instant de mesure , dépend de la concentration à l'instant de mesure , selon la relation de Beer-Lambert :intensity of the light wave 14 detected by the measurement photodetector 20, called measurement intensity, at a measurement instant , depends on the concentration at the time of measurement , according to the Beer-Lambert relationship:

(1) (1)

où :where :

- est un coefficient d'absorption de la lumière, dépendant de la concentration à l'instant ;- is a concentration-dependent light absorption coefficient just now ;

- est une longueur du parcours de l'onde lumineuse 12 à travers le gaz, entre la source de lumière 11 et le photodétecteur de mesure 20 ;- is a length of the path of the light wave 12 through the gas, between the light source 11 and the measurement photodetector 20;

- est l'intensité de l'onde lumineuse incidente, à l'instant , qui correspond à l'intensité de l'onde lumineuse, dans la bande spectrale de mesure Δmes, qui atteindrait le photodétecteur de mesure 20 en l'absence de gaz absorbant dans l'enceinte.- is the intensity of the incident light wave, at instant , which corresponds to the intensity of the light wave, in the spectral measurement band Δ mes , which would reach the measurement photodetector 20 in the absence of absorbing gas in the enclosure.

La comparaison entre et , prenant la forme d'un ratio , permet de définir une absorption générée par l'espèce gazeuse considérée à l'instant .The comparison between and , taking the form of a ratio , allows to define an absorption generated by the gaseous species considered at the instant .

Lors de chaque impulsion de la source de lumière 11, on peut ainsi déterminer , ce qui permet d'estimer sachant que la relation entre et est connue.During each pulse of the light source 11, it is thus possible to determine , which makes it possible to estimate knowing that the relationship between and is known.

L'expression (1) suppose une maîtrise de l'intensité de l'onde lumineuse incidente 12 à l'instant de mesure . L’unité de traitement 30 est configurée pour recevoir un signal représentatif de l'intensité de l'onde lumineuse de référence 12ref. Cette dernière peut être mesurée par le photodétecteur de référence 20refà chaque instant de mesure . L’unité de traitement 30 estime l'intensité à partir de .Expression (1) assumes intensity control of the incident light wave 12 at the instant of measurement . The processing unit 30 is configured to receive a signal representative of the intensity of the reference light wave 12 ref . The latter can be measured by the reference photodetector 20 ref at each measurement instant . The processing unit 30 estimates the intensity from .

A partir de , on peut estimer l'absorption de l'onde lumineuse incidente selon l'expression : .From , we can estimate the absorption of the incident light wave according to the expression: .

La concentration de l’espèce gazeuse peut être obtenue à partir de en utilisant une fonction de calibration de telle sorte que .Concentration of the gaseous species can be obtained from using a calibration function such that .

La fonction de calibration est établie au cours d’une phase de calibration, en utilisant le capteur ou un capteur de calibration considérée comme représentatif du capteur utilisé.The calibration function is established during a calibration phase, using the sensor or a calibration sensor considered to be representative of the sensor used.

Les inventeurs estiment que la fonction de calibration peut avoir une expression analytique telle que :The inventors believe that the calibration function can have an analytical expression such as:

où , , et sont des paramètres de la fonction de calibration. Il s’agit de réels positifs. Parmi ces paramètres, certains sont fixes. Il s’agit de et de .where , , and are parameters of the calibration function. These are real positives. Among these parameters, some are fixed. It is and of .

et dépendent de la géométrie du capteur ainsi que de l’espèce gazeuse. peut par exemple varier entre et peut varier entre 0,5 et 1. Généralement, pour un même type de capteur, et pour une espèce gazeuse prédéterminée, et ne varient pas. Par type de capteur, on entend des capteurs présentant des formes identiques et comportant des composants identiques. et sont considérés comme indépendants de la variabilité affectant les capteurs d’un même type de capteurs. and depend on the geometry of the sensor as well as on the gaseous species. can for example vary between and can vary between 0.5 and 1. Generally, for the same type of sensor, and for a predetermined gas species, and do not vary. By type of sensor, we mean sensors having identical shapes and comprising identical components. and are considered as independent of the variability affecting the sensors of the same type of sensors.

Les paramètres et sont considérés comme variables en fonction de la quantité de gaz présente dans l’enceinte. Le paramètre est un facteur multiplicatif appliqué à l’intensité de référence pour estimer . Le paramètre correspond à la valeur du ratio lorsque , c’est-à-dire en l’absence de l’espèce gazeuse dans l’enceinte 10. La valeur de dépend des variabilités pouvant affecter la source de lumière, la géométrie de l’enceinte, les filtres optiques ainsi que les photodétecteurs. La valeur de est donc caractérisée pour chaque capteur. De façon empirique, il a été constaté qu’il est avantageux que la valeur de soit ajustée en fonction de la concentration en espèce gazeuse.The settings and are considered to be variable depending on the quantity of gas present in the enclosure. The parameter is a multiplication factor applied to the reference intensity to estimate . The parameter corresponds to the value of the ratio when , that is to say in the absence of the gaseous species in the enclosure 10. The value of depends on the variabilities that may affect the light source, the geometry of the enclosure, the optical filters as well as the photodetectors. The value of is therefore characterized for each sensor. Empirically, it has been found that it is beneficial that the value of either adjusted according to the concentration of gaseous species.

Le paramètre est un paramètre dit de « span » (étendue), qui est utilisé pour normaliser l’absorption de l’onde lumineuse par le gaz, cette dernière étant estimée par le terme : . Le paramètre caractérise l’absorption maximale du gaz, c’est-à-dire la valeur de , pour laquelle la concentration de l’espèce gazeuse est considérée comme maximale, par exemple 106ppm. Lorsque l’absorption tend vers , le terme tend vers 0. Ainsi, le paramètre est un terme de normalisation, qui permet de faire varier entre 0 (concentration maximale d’espèce gazeuse) et 1 (absence d’espèce gazeuse). De même que pour le paramètre , il a été constaté qu’il est avantageux que la valeur de soit ajustée en fonction de la concentration en espèce gazeuse.The parameter is a so-called "span" parameter, which is used to normalize absorption of the light wave by the gas, the latter being estimated by the term: . The parameter characterizes the maximum gas absorption, i.e. the value of , for which the concentration of the gaseous species is considered to be maximum, for example 10 6 ppm. When the absorption tends towards , the term tends to 0. Thus, the parameter is a standardization term, which makes it possible to vary between 0 (maximum concentration of gaseous species) and 1 (absence of gaseous species). As for the parameter , it has been found that it is advantageous that the value of either adjusted according to the concentration of gaseous species.

Ainsi, la fonction de calibration est établie à partir de deux paramètres variables ( , ) formant un ensemble de paramètres variables. Par paramètre variable, on entend un paramètre dont la valeur est variable. Un aspect important de l’invention est que l’on dispose de plusieurs ensembles de valeurs pour les paramètres variables. Chaque ensemble de valeurs est associé à une concentration (ou une intensité mesurée) ou à une plage de concentrations (ou une plage d’intensités mesurées ). La mise en œuvre de la fonction de calibration suppose préalablement un ajustement de la valeur des paramètres variables. L’ajustement consiste à déterminer la valeur des paramètres ( , ) en fonction de en utilisant une fonction d’ajustement telle que .Thus, the calibration function is established from two variable parameters ( , ) forming a set of variable parameters. By variable parameter is meant a parameter whose value is variable. An important aspect of the invention is that several sets of values are available for the variable parameters. Each set of values is associated with a concentration (or a measured intensity) or a range of concentrations (or a range of measured intensities ). The implementation of the calibration function presupposes a prior adjustment of the value of the variable parameters. The adjustment consists in determining the value of the parameters ( , ) in terms of using a fitting function such as .

Un aspect important de l’invention est d’attribuer, à la fonction de calibration , une forme analytique relativement simple, et valable sur l’ensemble de la plage de mesure du capteur. Afin de tenir compte du comportement réel du capteur, la fonction de calibration est ajustée par une variation d’au moins un de ces paramètres en fonction de la quantité de gaz détectée, c’est-à-dire en fonction de l’intensité mesurée par le photodétecteur de mesure. Cela permet de laisser un certain degré de liberté à la fonction de calibration, de façon à tenir compte de la fonction de réponse réelle du capteur. Cela permet d’utiliser une fonction de calibration dont la forme analytique est commune, et relativement simple, sur une grande étendue de mesure, tout en autorisant une certaine variabilité « locale », sur différentes plages de mesure restreintes. La variabilité est obtenue par l’ajustement de la valeur d’un ou plusieurs paramètres de façon à obtenir une dépendance de la fonction de calibration vis-à-vis de la plage de mesure restreinte.An important aspect of the invention is to assign, to the calibration function , a relatively simple analytical form, valid over the entire measurement range of the sensor. In order to take into account the real behavior of the sensor, the calibration function is adjusted by a variation of at least one of these parameters according to the quantity of gas detected, that is to say according to the intensity measured by the measuring photodetector. This makes it possible to leave a certain degree of freedom to the calibration function, so as to take account of the real response function of the sensor. This makes it possible to use a calibration function whose analytical form is common, and relatively simple, over a large measurement range, while allowing a certain “local” variability, over different restricted measurement ranges. The variability is obtained by adjusting the value of one or more parameters so as to obtain a dependence of the calibration function with respect to the restricted measurement range.

La montre les principales étapes d'un procédé de mesure mettant en œuvre l'invention.The shows the main steps of a measurement method implementing the invention.

Etape 100: illumination du gaz à un instant de mesure . Step 100 : illumination of the gas at a measurement instant .

Etape 110: mesure de l'intensité du rayonnement 14 transmis par le gaz, dans la bande spectrale de mesure Δmes, par le photodétecteur de mesure 20 et mesure de l'intensité de référence , dans la bande spectrale de référence Δref, par le photodétecteur de référence 20ref. Step 110 : intensity measurement of the radiation 14 transmitted by the gas, in the spectral measurement band Δ mes , by the measurement photodetector 20 and measurement of the reference intensity , in the reference spectral band Δ ref , by the reference photodetector 20 ref .

Etape 120: prise en compte de la fonction de calibration , paramétrée par au moins un paramètre dont la valeur est variable. La forme analytique de la fonction de calibration a été préalablement définie, au cours d’une phase préalable de calibration 90, décrite par la suite. Step 120 : taking into account the calibration function , parameterized by at least one parameter whose value is variable. The analytical form of the calibration function has been defined beforehand, during a preliminary calibration phase 90, described below.

Etape 1 3 0: en fonction de l’intensité , ajustement des valeurs des paramètres variables ( , ) de la fonction de calibration . Cette étape suppose le recours à la fonction d’ajustement , qui peut être discontinue ou continue, comme décrit par la suite. Stage 1 3 0 : depending on the intensity , adjustment of the values of the variable parameters ( , ) of the calibration function . This step assumes the use of the adjustment function , which may be discontinuous or continuous, as described below.

Selon une possibilité, correspondant à l’étape 131, l’ajustement de la valeur des paramètres est effectuée directement à partir de l’intensité .According to one possibility, corresponding to step 131, the adjustment of the value of the parameters is carried out directly from the intensity .

Selon une autre possibilité, l’ajustement de la valeur des paramètres est effectué indirectement à partir de l’intensité , en estimant une concentration dite initiale à partir de la fonction de calibration , en se basant sur des valeurs initiales de paramètres variables (étape 132). Ces dernières sont soit prédéfinies, soit correspondent aux valeurs des paramètres utilisées à un instant de mesure précédent . Ainsi, . L’ajustement de la valeur des paramètres est effectuée à partir de , qui dépend de l’intensité . L’expression (5) devient : .According to another possibility, the adjustment of the value of the parameters is carried out indirectly from the intensity , by estimating a so-called initial concentration from the calibration function , based on initial variable parameter values (step 132). These are either predefined or correspond to the values of the parameters used at a previous measurement instant . Thereby, . Parameter value adjustment is performed from , which depends on the intensity . Expression (5) becomes: .

Dans les deux cas, l’ajustement des paramètres est effectué à partir de l’intensité , soit directement, soit indirectement, c’est-à-dire en utilisant la concentration initiale estimée à partir des valeurs initiales des paramètres.In both cases, the adjustment of the parameters is carried out from the intensity , either directly or indirectly, i.e. using the initial concentration estimated from initial values parameters.

Etape 1 4 0: application de la fonction de calibration , dont les valeurs de certains paramètres résultent de l’étape 130, à l’intensité de façon à estimer la concentration de l’espèce gazeuse d’intérêt : . Step 1 4 0 : application of the calibration function , whose values of certain parameters result from step 130, at the intensity so as to estimate the concentration of the gaseous species of interest: .

Les étapes 100 à 140 peuvent être mises en œuvre à des instants de mesure successifs.Steps 100 to 140 can be implemented at measurement instants successive.

La mise en œuvre du procédé suppose une étape de calibration préalable 90, au cours de laquelle on définit la forme analytique de la fonction de calibration, ainsi que la valeur des paramètres fixes (par exemple les paramètres et α de l’expression (4)). La phase de calibration permet également de définir la fonction d’ajustement . Il s’agit par exemple de définir différents jeux de valeurs pour différentes plages d’intensités mesurées lors de l’étape 110, ou une relation analytique permettant d’ajuster les valeurs des paramètres variables de la fonction de calibration.The implementation of the method assumes a prior calibration step 90, during which the analytical form of the calibration function is defined, as well as the value of the fixed parameters (for example the parameters and α of expression (4)). The calibration phase also makes it possible to define the adjustment function . This is for example to define different sets of values for different ranges of intensities measured during step 110, or an analytical relationship making it possible to adjust the values of the variable parameters of the calibration function.

Selon une possibilité, lors de l’étape 130, on dispose de plusieurs jeux de valeurs de paramètres pour différentes plages de concentration de l’espèce gazeuse d’intérêt, les différentes plages de concentration ne se recouvrant pas, sauf au niveau de leurs extrémités respectives. En fonction de l’intensité de mesure détectée par le photodétecteur de mesure 20, on choisit un jeu de valeurs de paramètres, parmi :According to one possibility, during step 130, several sets of parameter values are available for different concentration ranges of the gaseous species of interest, the different concentration ranges not overlapping, except at their respective ends. Depending on the measurement intensity detected by the measurement photodetector 20, a set of parameter values is chosen from among:

  • un premier jeu de valeurs , applicables à des intensités qui correspondent à une première plage de concentration , par exemple 0 ppm – 2000 ppm ;a first set of values , applicable to intensities which correspond to a first concentration range , for example 0 ppm – 2000 ppm;
  • un deuxième jeu de valeurs , applicables à des intensités qui correspondent à une deuxième plage de concentration , par exemple 2000 ppm – 5000 ppm ;a second set of values , applicable to intensities which correspond to a second concentration range , for example 2000 ppm – 5000 ppm;
  • un troisième jeu de valeurs , applicables à des intensités qui correspondent à une troisième plage de concentration , par exemple 5000 ppm – 10000 ppm.a third set of values , applicable to intensities which correspond to a third concentration range , for example 5000ppm – 10000ppm.

Ainsi, à chaque plage d’intensité (ou à chaque plage de concentration ) correspond un jeu de valeurs .Thus, at each intensity range (or at each concentration range ) matches a game of values .

Un tel mode de réalisation revient à mettre en œuvre une fonction d’ajustement discontinue : à chaque plage d’intensité (ou à chaque plage de concentration ) correspond une valeur de chaque paramètre. Sur la figure 3A, on a représenté différentes valeurs possibles du paramètre (axe des ordonnées) pour différentes plages d’intensités (axe des abscisses), correspondant respectivement à différentes plages de concentrations. Sur la , la fonction d’ajustement est discontinue.Such an embodiment amounts to implementing an adjustment function discontinuous: at each intensity range (or at each concentration range ) matches a value of each parameter. In FIG. 3A, various possible values of the parameter (axis of ordinates) for different ranges of intensities (axis of abscissas), corresponding respectively to different ranges of concentrations. On the , the fitting function is discontinuous.

Le fait de modifier, de façon discontinue, un jeu de valeurs entre deux plages de concentrations successives peut entraîner des discontinuités dans la concentration estimée. Selon une autre possibilité, afin d’éviter de telles discontinuités, la fonction d’ajustement peut être continue. La figure 3B montre par exemple une fonction continue d’ajustement du paramètre (axe des ordonnées), en fonction de l’intensité mesurée (axe des abscisses) de forme linéaire, de type :The fact of discontinuously modifying a set of values between two successive concentration ranges can lead to discontinuities in the estimated concentration. Alternatively, in order to avoid such discontinuities, the adjustment function can be continuous. Figure 3B shows for example a continuous function of adjustment of the parameter (ordinate axis), as a function of the measured intensity (axis of abscissas) of linear form, of type:

(6) (6)

avec (7)with (7)

et and

où :where :

  • la plage s’étend entre et ;the beach extends between and ;
  • correspond à la valeur de pour ; corresponds to the value of to ;
  • correspond à la valeur de pour ; corresponds to the value of to ;

Les coefficients et sont définis sur chaque plage .The coefficients and are defined on each range .

De façon analogue, la fonction d’ajustement peut dépendre de la concentration initiale , établie à partir d’une valeur initiale de , la fonction étant telle que : (6’)Similarly, the adjustment function may depend on initial concentration , established from an initial value of , function being such that: (6')

avec :with :

(7’) (7')

et and

où :where :

  • la plage s’étend entre et ;the beach extends between and ;
  • correspond à la valeur de pour ; corresponds to the value of to ;
  • correspond à la valeur de pour ; corresponds to the value of to ;

Les coefficients et sont définis sur chaque plage .The coefficients and are defined on each range .

Selon une possibilité, le dispositif 1 comporte un capteur de température 25, configuré pour mesurer la température ambiante . La fonction d’ajustement peut alors prendre en compte la température , de telle sorte que ou According to one possibility, the device 1 comprises a temperature sensor 25, configured to measure the ambient temperature . The adjustment function can then take into account the temperature , so that Where

Par exemple, en adoptant les mêmes notations que relativement aux expressions (6) à (8), le paramètre correspondant à une plage d’intensité peut-être tel que :For example, by adopting the same notations as relative to expressions (6) to (8), the parameter corresponding to an intensity range maybe such as:

La température est une température mesurée par le capteur de température 25 lors de l’étape de calibration 90. Dans l’expression (10), , et sont des réels.Temperature is a temperature measured by the temperature sensor 25 during the calibration step 90. In the expression (10), , and are real.

Quel que soit le mode de réalisation, l’étape de calibration est effectuée en utilisant le capteur, ou en utilisant un capteur considéré comme représentatif du capteur utilisé. Le capteur utilisé est soumis à des gaz de calibration comportant une quantité connue de l’espèce gazeuse d’intérêt.Whatever the embodiment, the calibration step is performed using the sensor, or using a sensor considered to be representative of the sensor used. The sensor used is subjected to calibration gases comprising a known quantity of the gaseous species of interest.

Essai expérimentalExperimental trial

Les inventeurs ont mis en œuvre un capteur tel que décrit dans la demande de brevet US20210055212. On a utilisé 60 capteurs, successivement soumis à un gaz dont la concentration de CO2a successivement varié entre 0 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm et 5000 ppm.The inventors have implemented a sensor as described in patent application US20210055212. 60 sensors were used, successively subjected to a gas whose CO 2 concentration successively varied between 0 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm and 5000 ppm.

Au cours d’une première série d’essais, représentative de l’art antérieur, on a utilisé une fonction de calibration unique pour la plage de mesure 1000 ppm – 5000 ppm. La figure 4 montre les concentrations mesurées (axe des abscisses – ppm) en fonction d’un rang de chaque mesure (axe des abscisses). Le rang de chaque mesure correspond à un ordre chronologique dans lequel la mesure a été effectuée. Entre les rangs 0 et 1500, 1500 et 5250, 5250 et 8750, 8750 et 12000, la concentration de CO2 était respectivement égale à 0 ppm, 1000 ppm, 1500 ppm et 5000 ppm. La courbe (a) montre la concentration de CO2 réelle pour chaque mesure. La concentration de CO2 a été estimée en utilisant une fonction de calibration telle que définie en lien avec (4), en utilisant les mêmes paramètres et sur la plage 0 ppm – 5000 ppm. La première série d’essais correspond à la courbe (b) de la .During a first series of tests, representative of the prior art, a single calibration function was used for the measurement range 1000 ppm – 5000 ppm. Figure 4 shows the concentrations measured (axis of abscissas – ppm) according to a rank of each measurement (axis of abscissas). The rank of each measurement corresponds to a chronological order in which the measurement was carried out. Between ranks 0 and 1500, 1500 and 5250, 5250 and 8750, 8750 and 12000, the CO2 concentration was respectively equal to 0 ppm, 1000 ppm, 1500 ppm and 5000 ppm. Curve (a) shows the actual CO2 concentration for each measurement. The CO2 concentration was estimated using a calibration function as defined in connection with (4), using the same parameters and over the range 0 ppm – 5000 ppm. The first series of tests corresponds to curve (b) of the .

Au cours d’une deuxième série d’essais, on a mis en œuvre l’invention, en prenant en compte différents paramètres et sur la plage 0 ppm – 2000 ppm et sur la plage 2000 ppm – 5000 ppm. Cette deuxième série correspond à la courbe (c) la . On observe que la courbe (c) est plus proche des valeurs exactes (courbe a), ce qui atteste de la pertinence de l’invention. On observe notamment que la courbe b, correspondant à l’art antérieur, est précise aux extrémités de la plage 0 ppm – 5000 ppm. Par contre, au milieu de la plage de mesure, par exemple lorsque la concentration est de 1000 ppm ou 2000 ppm, le fait de considérer une fonction de calibration unique sur toute la gamme entraîne une erreur de mesure, se traduisant par une sous-estimation de la concentration. La mise en œuvre de l’invention permet de gagner en précision sur toute la plage de mesure, y compris au milieu de la plage de mesure.During a second series of tests, the invention was implemented, taking into account various parameters and in the range 0 ppm – 2000 ppm and in the range 2000 ppm – 5000 ppm. This second series corresponds to curve (c) the . It is observed that the curve (c) is closer to the exact values (curve a), which attests to the relevance of the invention. It is observed in particular that curve b, corresponding to the prior art, is precise at the ends of the 0 ppm-5000 ppm range. On the other hand, in the middle of the measurement range, for example when the concentration is 1000 ppm or 2000 ppm, the fact of considering a single calibration function over the whole range leads to a measurement error, resulting in an underestimation. of focus. The implementation of the invention makes it possible to gain in precision over the entire measurement range, including in the middle of the measurement range.

Claims (16)

Procédé de mesure d’une concentration d’une espèce gazeuse ( ) présente dans un gaz, le gaz s’étendant dans une enceinte (10), entre une source de lumière (11) et un photodétecteur de mesure (20), l’enceinte, la source de lumière et le photodétecteur de mesure formant un capteur de gaz (1), le procédé comportant :
  • a) illumination du gaz par la source de lumière et mesure, par le photodétecteur de mesure (20), d’une intensité ( ) de la lumière (14) émise par la source de lumière (11) et s’étant propagée à travers le gaz ;
  • b) estimation de la concentration de l’espèce gazeuse ( ) en appliquant une fonction de calibration ( ) à l’intensité mesurée ;
le procédé étant caractérisé en ce que lors de l’étape b) la fonction de calibration est établie à partir d’au moins un paramètre dont la valeur est variable ( , ), et en ce que l’étape b) comporte:
  • b-i) en fonction de l’intensité mesurée ( ), ajustement de la valeur du paramètre ( ) de la fonction de calibration ;
  • b-ii) application de la fonction de calibration, paramétrée lors de la sous-étape b-i), à l’intensité mesurée, de façon à estimer la concentration de l’espèce gazeuse.
Method for measuring a concentration of a gaseous species ( ) present in a gas, the gas extending in an enclosure (10), between a light source (11) and a measurement photodetector (20), the enclosure, the light source and the measurement photodetector forming a gas sensor (1), the method comprising:
  • a) illumination of the gas by the light source and measurement, by the measuring photodetector (20), of an intensity ( ) light (14) emitted by the light source (11) and having propagated through the gas;
  • b) estimation of the concentration of the gaseous species ( ) by applying a calibration function ( ) at the measured intensity;
the method being characterized in that during step b) the calibration function is established from at least one parameter whose value is variable ( , ), and in that step b) comprises:
  • bi) as a function of the measured intensity ( ), adjustment of the parameter value ( ) the calibration function;
  • b-ii) application of the calibration function, parameterized during sub-step bi), to the measured intensity, so as to estimate the concentration of the gaseous species.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel la sous-étape b-i) comporte :
  • prise en compte d’au moins une valeur initiale du paramètre et estimation initiale de la concentration ( ) en appliquant la fonction de calibration , paramétrée par la valeur initiale du paramètre, à l’intensité mesurée ( );
  • en fonction de la concentration initiale ( ), ajustement de la valeur du paramètre ( ) de la fonction de calibration.
A method according to claim 1, wherein substep b-i) comprises:
  • consideration of at least one initial value of the parameter and initial estimate of the concentration ( ) by applying the calibration function , set by the initial value of the parameter, at the measured intensity ( );
  • as a function of the initial concentration ( ), adjustment of the parameter value ( ) of the calibration function.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel :
  • les étapes a) et b) sont mises en œuvre en plusieurs instants ;
  • suite à un premier instant, la valeur initiale du paramètre correspond à la valeur du paramètre à l’instant précédent.
A method according to claim 2, wherein:
  • steps a) and b) are implemented in several instants;
  • following a first instant, the initial value of the parameter corresponds to the value of the parameter at the previous instant.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
  • l’étape a) comporte une mesure de la température ( ) au niveau du capteur de gaz ;
  • la sous-étape b-i) comporte une prise en compte de la température mesurée dans l’ajustement de la valeur du paramètre de la fonction de calibration.
A method according to any preceding claim, wherein:
  • step a) includes a temperature measurement ( ) at the gas sensor;
  • the sub-step bi) comprises taking into account the measured temperature in the adjustment of the value of the parameter of the calibration function.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la sous-étape b-i) comporte une sélection de la valeur du paramètre parmi plusieurs valeurs possibles du paramètre, la sélection étant effectuée à partir de l’intensité mesurée ( ).Method according to any one of the preceding claims, in which the sub-step bi) comprises a selection of the value of the parameter from among several possible values of the parameter, the selection being made from the measured intensity ( ). Procédé selon la revendication 5, dans lequel la fonction de calibration est paramétrée par plusieurs paramètres, la sous-étape b-i) comportant une sélection d’un ensemble de valeurs de paramètres ( , ) parmi différents ensembles de valeurs préétablies .Method according to claim 5, in which the calibration function is parameterized by several parameters, the sub-step bi) comprising a selection of a set of parameter values ( , ) among different sets of pre-established values . Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la sous-étape b-i) comporte :
  • prise en compte d’une fonction d’ajustement ( ) prédéterminée, la fonction d’ajustement établissant une relation entre l’intensité mesurée et la valeur du paramètre ;
  • détermination de la valeur du paramètre en appliquant la fonction d’ajustement à la valeur de l’intensité résultant de l’étape a).
Process according to any one of Claims 1 to 5, in which sub-step b-i) comprises:
  • taking into account an adjustment function ( ) predetermined, the adjustment function establishing a relationship between the measured intensity and the value of the parameter;
  • determination of the value of the parameter by applying the adjustment function to the value of the intensity resulting from step a).
Procédé selon la revendication 7, dépendant de la revendication 2, dans lequel la fonction d’ajustement est appliquée à la concentration initiale.A method according to claim 7, dependent on claim 2, wherein the adjustment function is applied to the initial concentration. Procédé selon la revendication 7 ou la revendication 8, dépendant de la revendication 4, dans lequel la fonction d’ajustement comporte une comparaison entre la température mesurée par le capteur de température et d’une température de référence ( ).Method according to Claim 7 or Claim 8, dependent on Claim 4, in which the adjustment function comprises a comparison between the temperature measured by the temperature sensor and a reference temperature ( ). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
  • le photodétecteur de mesure (20) détecte une intensité de la lumière s’étant propagée à travers le gaz dans une bande spectrale de mesure, correspondant à une bande spectrale d’absorption de l’espèce gazeuse ;
  • le capteur comporte un photodétecteur de référence (20ref), le photodétecteur de référence étant configuré pour mesurer, dans une bande spectrale de référence, une intensité de référence ( ) de la lumière émise par la source de lumière, et considérée comme non atténuée par l’espèce gazeuse ;
  • la fonction de calibration prend en compte l’intensité de référence.
A method according to any preceding claim, wherein:
  • the measurement photodetector (20) detects an intensity of the light having propagated through the gas in a measurement spectral band, corresponding to an absorption spectral band of the gaseous species;
  • the sensor comprises a reference photodetector (20 ref ), the reference photodetector being configured to measure, in a reference spectral band, a reference intensity ( ) of the light emitted by the light source, and considered as not attenuated by the gaseous species;
  • the calibration function takes into account the reference intensity.
Procédé selon la revendication 10, dans lequel :
  • dans la fonction de calibration, l’intensité de référence ( ) est multipliée par un paramètre multiplicatif ( ), de façon à estimer une intensité de la lumière qui serait détectée par le photodétecteur de mesure, dans la bande spectrale de mesure, en l’absence de l’espèce gazeuse entre la source de lumière et le photodétecteur de mesure.
  • la valeur du paramètre multiplicatif ( ) est ajustée lors de la sous-étape b-i).
A method according to claim 10, wherein:
  • in the calibration function, the reference intensity ( ) is multiplied by a multiplicative parameter ( ), so as to estimate an intensity light which would be detected by the measurement photodetector, in the measurement spectral band, in the absence of the gaseous species between the light source and the measurement photodetector.
  • the value of the multiplicative parameter ( ) is adjusted during sub-step bi).
Procédé selon la revendication 11 ou la revendication 10, dans lequel,
  • la fonction de calibration ( ) comporte une estimation d’une absorption ( ), par l’espèce gazeuse, de la lumière émise par la source de lumière;
  • l’estimation de l’absorption est divisée par un paramètre de normalisation ( ) ;
  • la valeur du paramètre de normalisation ( ) est ajustée lors de la sous-étape b-i).
A method according to claim 11 or claim 10, wherein,
  • the calibration function ( ) includes an estimate of an absorption ( ), by the gaseous species, of the light emitted by the light source;
  • the absorbance estimate is divided by a normalization parameter ( );
  • the value of the normalization parameter ( ) is adjusted during sub-step bi).
Procédé selon la revendication 12, comportant une comparaison entre l’estimation de l’absorption, divisée par le paramètre de normalisation , et le chiffre 1, la comparaison étant portée à une puissance ( ), où est un réel positif inférieur ou égal à 1.A method according to claim 12, comprising a comparison between the estimate of the absorption, divided by the normalization parameter , and the number 1, the comparison being raised to a power ( ), where is a positive real less than or equal to 1. Capteur (1) pour déterminer une concentration d'une espèce gazeuse ( ) dans un gaz ( ), le capteur comportant :
  • une source lumineuse (11) configurée pour émettre une onde lumineuse incidente (12) se propageant vers le gaz ( ), l'onde lumineuse incidente s'étendant dans une bande spectrale d'absorption ( ) de l'espèce gazeuse ( ) ;
  • un photodétecteur de mesure (20), configuré pour détecter une onde lumineuse transmise (14) par le gaz, à au moins un instant de mesure ( ), dans une bande spectrale de mesure et à en mesurer une intensité (( ), dite intensité de mesure;
  • une unité de traitement (30), programmée pour mettre en œuvre l’étape b) d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, à partir de l'intensité de mesure.
Sensor (1) for determining a concentration of a gaseous species ( ) in a gas ( ), the sensor comprising:
  • a light source (11) configured to emit an incident light wave (12) propagating towards the gas ( ), the incident light wave extending in a spectral band of absorption ( ) of the gaseous species ( );
  • a measurement photodetector (20), configured to detect a light wave transmitted (14) by the gas, at at least one measurement instant ( ), in a spectral measurement band and in measuring an intensity (( ), called measurement intensity;
  • a processing unit (30), programmed to implement step b) of a method according to any one of the preceding claims, from the measurement intensity.
Capteur selon la revendication 14, comportant un capteur de température, configuré pour mesurer une température, et dans lequel l’unité de traitement est configurée pour mettre en œuvre l’étape b) en prenant en compte la température mesurée.Sensor according to Claim 14, comprising a temperature sensor, configured to measure a temperature, and in which the processing unit is configured to implement step b) by taking the measured temperature into account. Capteur selon l’une quelconque des revendications 14 ou 15, comportant un photodétecteur de référence (20ref), configuré pour mesurer une intensité (( ), dite intensité de référence, d'une onde lumineuse de référence (12ref) émise par la source de lumière (11), dans une bande spectrale de référence, à l’instant de mesure ( ), l’unité de traitement (30) étant configurée pour mettre en œuvre l’étape b) en prenant en compte l’intensité de référence.Sensor according to any one of Claims 14 or 15, comprising a reference photodetector (20 ref ), configured to measure an intensity (( ), called reference intensity, of a reference light wave (12 ref ) emitted by the light source (11), in a reference spectral band, at the instant of measurement ( ), the processing unit (30) being configured to implement step b) taking into account the reference intensity.
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