FR3126044A1 - Dispositif de mesure de réfractométrie auto-étalonné et procédé d’étalonnage d’un tel dispositif de mesure - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de mesure de réfractométrie comprenant une source (10) apte à fournir un faisceau de lumière, un système optique (20) présentant une surface de mesure (22A) et un détecteur optique (30) configuré pour fournir une répartition du faisceau de lumière extraite du système optique (20)) à partir d’une surface de sortie (23) du système optique (20). Le dispositif comprend en outre au moins une bande de référence angulaire (25A 25B, 26A, 26B) configurée pour fournir une référence angulaire par réfraction et/ou réflexion totale d’une portion du faisceau de lumière (F) afin que ladite portion des rayons du faisceau de lumière (F) soit transmise ou non transmise à une face de sortie du système optique (30). Figure pour l’abrégé : figure 1A
Description
L’invention concerne le domaine de la réfractométrie et les dispositifs de mesure de réfractométrie.
Ainsi l’invention a plus précisément pour objet un dispositif de mesure de réfractométrie, un procédé d’étalonnage d’un tel dispositif de mesure et une unité de traitement d’un tel dispositif de mesure.
État de l’art antérieur
Il est connu d’utiliser des dispositifs de réfractométrie afin de déterminer une valeur relative à l’indice de réfraction d’un milieu, notamment liquide, à mesurer. De tels dispositifs permettent de fournir rapidement, simplement et de manière non destructive une information concernant la composition dudit milieu.
Ainsi, de tels dispositifs de mesure sont, par exemple, utilisés pour fournir une information concernant la composition de produit d’une usine de production chimique ou encore, pour vérifier la composition d’un composant utilisé dans ce même type d’usine.
De tels dispositifs de mesure de réfractométrie comportent généralement une source de lumière pour émettre un faisceau de lumière, un système optique présentant une face d’entrée pour recevoir le faisceau émis par la source de lumière, une face de mesure, en contact avec le milieu à mesurer et une face de sortie, et un détecteur optique apte à fournir des signaux représentatifs de la répartition angulaire du faisceau de lumière en sortie de face de sortie. Le système optique est agencé de telle façon que le faisceau de lumière entre par la face d’entrée du système optique et soit intercepté par la face de mesure de telle manière qu’une partie des rayons du faisceau de lumière, ceux présentant un angle avec la normale à la face de mesure supérieur à un angle de réflexion totale système optique /milieu à mesurer, subisse une réflexion totale. Ainsi, en récupérant par la face de sortie la répartition angulaire des rayons du faisceau de lumière, il est possible de définir cet angle limite et donc à l’indice de réfraction du milieu à mesurer.
Si de tels dispositifs permettent une mesure simple et rapide d’une valeur d’indice de réfraction d’un milieu à mesurer, ils présentent néanmoins l’inconvénient d’être particulièrement dépendant de la géométrie du dispositif de mesure, que ce soit l’agencement source de lumière/ système optique/ détecteur optique ou du système optique lui-même lorsque ce dernier comprend un assemblage de plusieurs éléments. De ce fait et de par les risques d’évolution de cette géométrie avec l’environnement de mesure ou dans le temps, avec de tels dispositifs de mesure, sans étalonnage préalable, la valeur relative à l’indice de réfraction du milieu à mesurer n’est pas nécessairement fiable. On notera que ces problématiques de fiabilité sont particulièrement importantes lorsque le dispositif de mesure de réfractométrie est installé dans un environnement extrême en termes de température et de vibration comme celui existant dans un moteur thermique ou encore dans certaines usines de production chimique ou encore lorsque le dispositif de mesure est destiné à être utilisé de manière mobile et qu’il a été transporté sans les précautions d’usages.
Il est donc important de fournir un dispositif de mesure de réfractométrie qui autorise l’obtention d’une valeur relative à l’indice de réfraction du milieu à mesurer qui soit fiable vis-à-vis de celle fournie par les dispositifs de mesure de réfractométrie actuels.
L’invention a ainsi pour objet la fourniture de mesure de réfractométrie qui autorise l’obtention d’une valeur relative à l’indice de réfraction du milieu à mesurer qui soit plus fiable que celle obtenue avec les dispositifs de l’art antérieur.
L’invention concerne à cet effet un dispositif de mesure de réfractométrie pour la mesure d’une valeur relative à l’indice de réfraction d’un milieu à mesurer, le dispositif de mesure étant apte à fournir une valeur à l’indice de réfraction sur une plage d’indices de réfraction donnée, le dispositif de mesure comprenant :
- au moins une source de rayonnements électromagnétiques configurée pour émettre un faisceau de lumière comprenant une pluralité de rayons,
- au moins un système optique présentant une face d’entrée agencée pour recevoir le faisceau de lumière et permettre son introduction, au moins partielle, dans le système optique, et au moins une première surface de mesure destinée à être mise en contact avec le milieu à mesurer, la première face de mesure étant agencée de telle manière à intercepter au moins en partie le faisceau de lumière après son introduction dans le système optique par la face d’entrée et que la partie des rayons du faisceau de lumière formant un angle avec la normale à la première surface de mesure supérieur à un angle de réflexion totale système optique/milieu à mesurer subisse une réflexion totale sur ladite première surface de mesure, le système optique présentant en outre une face de sortie par laquelle la partie des rayons du faisceau de lumière ayant subie une réflexion totale sur la première face de mesure est destinée à être au moins en partie extraite du système optique,
- au moins un détecteur optique configuré pour recevoir la partie du faisceau de lumière extraite du système optique par sa face de sortie, le détecteur optique étant adapté pour fournir des signaux représentatifs de la répartition angulaire du faisceau de lumière en sortie de face de sortie.
- au moins une source de rayonnements électromagnétiques configurée pour émettre un faisceau de lumière comprenant une pluralité de rayons,
- au moins un système optique présentant une face d’entrée agencée pour recevoir le faisceau de lumière et permettre son introduction, au moins partielle, dans le système optique, et au moins une première surface de mesure destinée à être mise en contact avec le milieu à mesurer, la première face de mesure étant agencée de telle manière à intercepter au moins en partie le faisceau de lumière après son introduction dans le système optique par la face d’entrée et que la partie des rayons du faisceau de lumière formant un angle avec la normale à la première surface de mesure supérieur à un angle de réflexion totale système optique/milieu à mesurer subisse une réflexion totale sur ladite première surface de mesure, le système optique présentant en outre une face de sortie par laquelle la partie des rayons du faisceau de lumière ayant subie une réflexion totale sur la première face de mesure est destinée à être au moins en partie extraite du système optique,
- au moins un détecteur optique configuré pour recevoir la partie du faisceau de lumière extraite du système optique par sa face de sortie, le détecteur optique étant adapté pour fournir des signaux représentatifs de la répartition angulaire du faisceau de lumière en sortie de face de sortie.
Pour la plage d’indices de réfraction donnée il est défini un angle limite maximal, correspondant à une borne haute de la plage d’indices de réfraction donnée, et un angle limite minimal correspondant à une borne inférieure à la plage d’indices de réfraction donnée.
Le système optique comprend, au niveau d’une surface autre que la première surface de mesure, au moins une bande de référence angulaire configurée pour :
- qu’une première portion des rayons du faisceau de lumière qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure et en l’absence d’une telle au moins une bande de référence angulaire, un angle avec la normale à la première surface de mesure strictement supérieur à l’angle limite maximal, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réfraction ou une réflexion totale de telle manière à ne pas être transmise à la face de sortie, et/ou
- qu’une deuxième portion des rayons de faisceau de lumière qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure un angle avec la normale à la première surface de mesure strictement inférieur à l’angle limite minimal, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réflexion totale, de telle manière à être transmise à la face de sortie.
- qu’une première portion des rayons du faisceau de lumière qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure et en l’absence d’une telle au moins une bande de référence angulaire, un angle avec la normale à la première surface de mesure strictement supérieur à l’angle limite maximal, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réfraction ou une réflexion totale de telle manière à ne pas être transmise à la face de sortie, et/ou
- qu’une deuxième portion des rayons de faisceau de lumière qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure un angle avec la normale à la première surface de mesure strictement inférieur à l’angle limite minimal, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réflexion totale, de telle manière à être transmise à la face de sortie.
De telles bandes référence angulaire permettent de fournir sur les signaux représentatifs de la répartition angulaire du faisceau de lumière en sortie de face de sortie une variation de signal en dehors de la plage angulaire. De cette manière, il est possible d’utiliser cette référence angulaire pour étalonner le dispositif de mesure et ainsi fournir une mesure d’une valeur d’indice de réfraction qui soit corrigée pour le milieu à mesurer. Avec un tel étalonnage, la mesure d’indice de réfraction permise par le dispositif de mesure selon l’invention s’en trouve particulièrement fiabilisée.
On notera, de plus, que la variation de signal fourni par la bande de référence angulaire étant fournie pour un angle qui est en dehors de la plage angulaire de variation attendue pour le milieu à mesurer, il n’y a pas d’empiètement sur la partie des signaux utilisés pour la mesure de la valeur d’indice de réfraction.
De plus, dans la présente invention, l’agencement de la bande de référence angulaire étant sur une surface distincte de la surface de mesure, la bande de référence angulaire n’est pas en contact avec le milieu à mesurer. On évite ainsi les éventuels problèmes, telle qu’une dégradation de cette dernière au contact du milieu à mesurer, que pourrait occasionner un agencement de la bande de référence angulaire au niveau de la surface de mesure.
Par interception du faisceau de lumière ou d’une partie du faisceau de lumière par une face, une surface ou une bande, il doit être entendu, ci-dessus et dans le reste du présent document, que le faisceau de lumière (ou ladite partie du faisceau) est reçu par ladite face, surface ou bande pour être soit réfléchi, soit réfracté en fonction des conditions d’indice de réfraction entre les deux milieux délimitant ladite face surface, ou correspondant à ladite bande.
L’au moins une bande de référence angulaire peut être configurée pour qu’une première portion des rayons du faisceau de lumière qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure et en l’absence d’une telle au moins une bande de référence angulaire, un angle avec la normale à la première surface de mesure strictement supérieur à l’angle limite maximal, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réfraction, de telle manière à ne pas être transmise à la face de sortie et
l’au moins une bande de référence angulaire étant également configurée pour qu’une troisième portion des rayons du faisceau de lumière qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure, un angle avec la normale à la première surface de mesure strictement supérieur à l’angle réalisé par la première partie des rayons du faisceau de lumière, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réflexion totale de telle manière être transmise à la face de sortie.
l’au moins une bande de référence angulaire étant également configurée pour qu’une troisième portion des rayons du faisceau de lumière qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure, un angle avec la normale à la première surface de mesure strictement supérieur à l’angle réalisé par la première partie des rayons du faisceau de lumière, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réflexion totale de telle manière être transmise à la face de sortie.
Cette troisième portion des rayons permet de fournir une référence angulaire directement liée à la valeur d’indice de réfraction de la bande de référence angulaire. Ainsi, la variation de signal obtenu permet un étalonnage particulièrement fiable pour la correction de la valeur d’indice de réfraction à mesurer.
L’au moins une bande de référence angulaire peut être configurée pour qu’une première portion des rayons du faisceau de lumière qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure et en l’absence d’une telle au moins une bande de référence angulaire, un angle avec la normale à la première surface de mesure strictement supérieur à l’angle limite maximal, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réflexion totale de telle manière à ne pas être transmise à la face de sortie.
Le système optique peut présenter en outre une deuxième surface de mesure destinée à être mise en contact avec le milieu à mesurer, la deuxième surface de mesure étant agencée de telle manière à intercepter la partie du faisceau de lumière ayant subie une réflexion totale sur la première surface de mesure et que la partie des rayons du faisceau de lumière formant un angle avec la normale à la deuxième surface de mesure supérieur à un angle de réflexion totale système optique/milieu à mesurer subisse une réflexion totale sur ladite deuxième surface de mesure, la face de sortie face étant agencée pour que la partie du faisceau de lumière ayant subie une réflexion totale sur la première et la deuxième surface de mesure soit au moins en partie extraite du système optique par la face de sortie.
Une telle deuxième surface de mesure permet d’obtenir une deuxième interaction entre le milieu à mesurer et le faisceau de lumière. Il en résulte une variation relative à l’angle de réflexion totale système optique/ milieu à mesurer plus abrupte au niveau des signaux représentatifs de la répartition angulaire, et une moindre sensibilité vis-à-vis des éventuelles bulles présentent à l’interface milieu à mesurer/système optique.
L’au moins une bande de référence angulaire peut comprendre l’un parmi un revêtement optique et une surface dépourvue de contact avec le milieu à mesurer au niveau d’une surface du système optique prolongeant la première face de mesure et présentant un indice de réfraction en dehors de la plage d’indices de réfraction donnée, le revêtement optique ou la surface dépourvue de contact avec le milieu à mesurer étant agencé pour intercepter une partie de rayons lorsque le faisceau de lumière est partiellement intercepté par la première surface de mesure.
Une telle bande de référence est à même de fournir deux références angulaires, l’une correspondant à l’agencement angulaire de la bande de référence angulaire (réfraction introduite au début de la bande de référence angulaire), l’autre correspondant à l’angle de réflexion totale système optique/ bande de référence angulaire.
Le système optique peut comprendre au moins une face de réflexion destinée à réfléchir le faisceau de lumière, l’au moins une bande de référence angulaire étant agencée sur ladite face de réflexion, ladite bande de référence angulaire comprenant préférentiellement un revêtement de la face optique agencée sur ladite face de réflexion.
Un tel revêtement, outre la possibilité de fournir une éventuelle référence angulaire liée à son agencement sur la face de réflexion, permet de fournir une référence angulaire correspondant à l’angle de réflexion totale système optique/ bande de référence angulaire.
Le système optique peut comprendre au moins deux composants distincts l’un de l’autre, la bande de référence angulaire étant agencée à une interface entre lesdits composants.
Avec une telle configuration, la bande de référence angulaire est à même de fournir une variation des signaux correspondant à l’angle de réflexion totale système optique (l’un des deux composants)/ bande de référence angulaire
Le système optique peut comprendre un prisme d’entrée comprenant la face d’entrée, une lame optique présentant la surface de mesure, et un prisme de sortie comprenant la face de sortie, le prisme d’entrée et le prisme de sortie étant fixés à la lame optique sur une face de cette dernière opposée à la surface de mesure.
Avec une telle configuration, il est aisé de fournir plusieurs surfaces de mesure le long du chemin optique agencées sur une même de la face de ladite lame optique. Qui plus est, un tel dispositif de mesure bénéficie particulièrement de l’invention, puisqu’il est possible de compenser par l’étalonnage permis par l’invention les éventuels déplacements des différents éléments du système optique entre eux.
Le système optique peut comprendre l’un parmi un prisme à base triangulaire, un prisme à base trapézoïdale et un prisme dont la base est un parallélogramme.
L’invention concerne en outre un procédé d’étalonnage d’un dispositif de mesure selon l’invention comprenant les étapes suivantes :
- émission par la source de lumière du faisceau de lumière,
- récupération des signaux représentatifs de la répartition spatiale angulaire du faisceau de lumière en sortie de face de sortie fournie par le détecteur optique,
- identification, à partir des signaux représentatifs, d’au moins une valeur angulaire de référence correspondant à la première portion des rayons du faisceau de lumière et/ou à la deuxième portion des rayons du faisceau de lumière, voire à la troisième portion de faisceau de lumière,
- identification à partir des signaux représentatifs, d’au moins une valeur angulaire de mesure correspondant à l’angle de réflexion totale dioptre/milieu à mesurer,
- calcul d’une valeur relative à l’indice de réfraction d’un milieu à mesurer étalonné à partir de la valeur angulaire de mesure et d’une correction déterminée à partir de la valeur angulaire de référence.
- émission par la source de lumière du faisceau de lumière,
- récupération des signaux représentatifs de la répartition spatiale angulaire du faisceau de lumière en sortie de face de sortie fournie par le détecteur optique,
- identification, à partir des signaux représentatifs, d’au moins une valeur angulaire de référence correspondant à la première portion des rayons du faisceau de lumière et/ou à la deuxième portion des rayons du faisceau de lumière, voire à la troisième portion de faisceau de lumière,
- identification à partir des signaux représentatifs, d’au moins une valeur angulaire de mesure correspondant à l’angle de réflexion totale dioptre/milieu à mesurer,
- calcul d’une valeur relative à l’indice de réfraction d’un milieu à mesurer étalonné à partir de la valeur angulaire de mesure et d’une correction déterminée à partir de la valeur angulaire de référence.
Un tel procédé de mesure permet de bénéficier des avantages d’un dispositif de mesure de l’invention
L’invention concerne en outre une unité de traitement pour un dispositif de mesure selon l’invention, l’unité de traitement étant configurée pour commander la source de lumière afin d’émettre le faisceau de lumière et pour récupérer les signaux représentatifs de la répartition spatiale angulaire du faisceau de lumière en sortie de face de sortie fournie par le détecteur optique,
L’unité de traitement étant en outre configurée pour :
- identifier, à partir des signaux représentatifs, au moins une valeur angulaire de référence correspondant à la première portion des rayons du faisceau de lumière et/ou à la deuxième portion des rayons du faisceau de lumière, voire à l’éventuelle troisième portion des rayons du faisceau de lumière,
- identifier à partir des signaux représentatifs, au moins une valeur angulaire de mesure correspondant à l’angle de réflexion totale dioptre/milieu à mesurer,
- calculer une valeur relative à l’indice de réfraction d’un milieu à mesurer étalonné à partir de la valeur angulaire de mesure et d’une correction déterminée à partir de la valeur angulaire de référence.
- identifier, à partir des signaux représentatifs, au moins une valeur angulaire de référence correspondant à la première portion des rayons du faisceau de lumière et/ou à la deuxième portion des rayons du faisceau de lumière, voire à l’éventuelle troisième portion des rayons du faisceau de lumière,
- identifier à partir des signaux représentatifs, au moins une valeur angulaire de mesure correspondant à l’angle de réflexion totale dioptre/milieu à mesurer,
- calculer une valeur relative à l’indice de réfraction d’un milieu à mesurer étalonné à partir de la valeur angulaire de mesure et d’une correction déterminée à partir de la valeur angulaire de référence.
Une telle unité de traitement permet de fournir une fonction d’auto-étalonnage pour un dispositif de l’invention.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d’exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d’une figure à l’autre.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n’étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles.
Claims (11)
- Dispositif de mesure (1) de réfractométrie pour la mesure d’une valeur relative à l’indice de réfraction d’un milieu à mesurer (M), le dispositif de mesure (1) étant apte à fournir une valeur à l’indice de réfraction sur une plage d’indices de réfraction donnée, le dispositif de mesure (1) comprenant :
- au moins une source (10) de rayonnements électromagnétiques configurée pour émettre un faisceau de lumière (F) comprenant une pluralité de rayons,
- au moins un système optique (20) présentant une face d’entrée (21) agencée pour recevoir le faisceau de lumière et permettre son introduction, au moins partielle, dans le système optique (20), et au moins une première surface de mesure (22, 22A, 22B) destinée à être mise en contact avec le milieu à mesurer, la première surface de mesure (22, 22A, 22B) étant agencée de telle manière à intercepter au moins en partie le faisceau de lumière après son introduction dans le système optique (20) par la face d’entrée (21) et que la partie des rayons du faisceau de lumière formant un angle avec la normale à la première surface de mesure (22, 22A, 22B) supérieur à un angle de réflexion totale système optique/milieu à mesurer subisse une réflexion totale sur ladite première surface de mesure (22, 22A, 22B ), le système optique (20) présentant en outre une face de sortie (23) par laquelle la partie des rayons du faisceau de lumière ayant subie une réflexion totale sur la première surface de mesure (22, 22A, 22B) est destinée à être au moins partiellement extraite du système optique (20),
- au moins un détecteur optique (30) configuré pour recevoir la partie du faisceau de lumière extraite du système optique (20) par sa face de sortie (23), le détecteur optique (30) étant adapté pour fournir des signaux représentatifs de la répartition angulaire du faisceau de lumière en sortie de face de sortie,
dans lequel, pour la plage d’indices de réfraction donnée il est défini un angle limite maximal, correspondant à une borne haute de la plage d’indices de réfraction donnée, et un angle limite minimal correspondant à une borne inférieure à la plage d’indices de réfraction donnée,
Le dispositif de mesure (1) étant caractérisé en ce qu e le système optique (20) comprend, au niveau d’une surface autre que la première surface de mesure (22, 22A), au moins une bande de référence angulaire (25A, 25B, 26A, 26B, 27) configurée pour :
- qu’une première portion des rayons du faisceau de lumière (F) qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure (22, 22A) et en l’absence d’une telle au moins une bande de référence angulaire (25A, 25B, 26A, 26B), un angle avec la normale à la première surface de mesure (22, 22A) strictement supérieur à l’angle limite maximal, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire (25A, 25B, 26A, 26B), une réflexion totale ou une réfraction de telle manière à ne pas être transmise à la face de sortie (23), et/ou
- qu’une deuxième portion des rayons de faisceau de lumière (F) qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure (22, 22A) un angle avec la normale à la première surface de mesure (22, 22A) strictement inférieur à l’angle limite minimal, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire (27), une réflexion totale, de telle manière à être transmise à la face de sortie (23). - Dispositif de mesure (1) selon la revendication 1, dans lequel l’au moins une bande de référence angulaire (25A, 25B) est configurée pour qu’une première portion des rayons du faisceau de lumière (F) qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure (22, 22A) et en l’absence d’une telle au moins une bande de référence angulaire (25A, 25B, 26A, 26B), un angle avec la normale à la première surface de mesure (22, 22A) strictement supérieur à l’angle limite maximal, subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réfraction, de telle manière à ne pas être transmise à la face de sortie (23) et
dans lequel l’au moins une bande de référence angulaire (25A, 25B) également configurée pour qu’une troisième portion des rayons du faisceau de lumière (F) qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure (22, 22A), un angle avec la normale à la première surface de mesure (22, 22A) strictement supérieur à l’angle réalisé par la première portion des rayons du faisceau de lumière (F), subisse, en interceptant l’au moins une bande de référence angulaire, une réflexion totale de telle manière être transmise à la face de sortie (23). - Dispositif de mesure (1) selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l’au moins une bande de référence angulaire (26A, 26B) est configurée pour qu’une première portion des rayons du faisceau de lumière (F) qui est destinée à présenter, vis-à-vis de la première surface de mesure (22, 22A) et en l’absence d’une telle au moins une bande de référence angulaire (26A, 26B), un angle avec la normale à la première surface de mesure (22, 22A) strictement supérieur à l’angle limite maximal, subisse, en interceptant l’au moins bande de référence angulaire (26A, 26B), une réflexion totale de telle manière à ne pas être transmise à la face de sortie (23).
- Dispositif de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le système optique (20) présente en outre une deuxième surface de mesure (22B) destinée à être mise en contact avec le milieu à mesurer, la deuxième surface de mesure (22B) étant agencée de telle manière à intercepter la partie du faisceau de lumière ayant subie une réflexion totale sur la première surface de mesure (22A) et que la partie des rayons du faisceau de lumière formant un angle avec la normale à la deuxième surface de mesure (22B) supérieur à un angle de réflexion totale système optique/milieu à mesurer subisse une réflexion totale sur ladite deuxième surface de mesure (22B), la face de sortie étant agencée pour que la partie du faisceau de lumière ayant subie une réflexion totale sur la première et la deuxième surface de mesure (22, 22A, 22B) soit au moins en partie extraite du système optique (20) par la face de sortie (23).
- Dispositif de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’au moins une bande de référence angulaire (25B) comprend l’un parmi un revêtement optique et une surface dépourvue de contact avec le milieu à mesurer agencé au niveau d’une surface du système optique prolongeant la première surface de mesure (22, 22A) et présentant un indice de réfraction en dehors de la plage d’indices de réfraction donnée, le revêtement optique ou la surface dépourvue de contact avec le milieu à mesurer étant agencé pour intercepter la partie de rayons lorsque le faisceau de lumière est partiellement intercepté par la première surface de mesure (22A).
- Dispositif de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le système optique (20) comprend au moins une face de réflexion (24) destinée à réfléchir le faisceau de lumière (F), l’au moins une bande de référence angulaire (25A, 26A) étant agencée sur ladite face de réflexion (24), ladite bande de référence angulaire comprenant préférentiellement un revêtement de la face optique agencée sur ladite face de réflexion (24).
- Dispositif de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le système optique (20) comprend au moins deux composants (20A, 20B, 30C) distincts l’un de l’autre, la bande de référence angulaire (26A, 26B) étant agencée à une interface entre lesdits composants (20A, 20B, 20C)
- Dispositif de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le système optique (20) comprend un prisme d’entrée (20A) comprenant la face d’entrée (21), une lame optique (20B) présentant la surface de mesure (22A, 22B), et un prisme de sortie (20C) comprenant la face de sortie (23), le prisme d’entrée (20A) et le prisme de sortie (21B) étant fixée à la lame optique (20B) sur une face de cette dernière opposée à la surface de mesure (22A, 22B).
- Dispositif de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le système optique comprend l’un parmi un prisme à base triangulaire, un prisme à base trapézoïdale et un prisme dont la base est un parallélogramme.
- Procédé d’étalonnage d’un dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 comprenant les étapes suivantes :
- émission par la source de lumière (10) du faisceau de lumière (F),
- récupération des signaux représentatifs de la répartition spatiale angulaire du faisceau de lumière (F) en sortie de face de sortie fournie par le détecteur optique (30),
- identification, à partir des signaux représentatifs, d’au moins une valeur angulaire de référence correspondant à la première portion des rayons du faisceau de lumière (F) et/ou à la deuxième portion des rayons du faisceau de lumière (F), en fonction de la configuration de l’au moins une bande de référence angulaire (25A, 25B, 26A, 26B, 27), voire à la troisième portion de faisceau de lumière (F) lorsque le dispositif de mesure est un dispositif selon la revendication 2,
- identification à partir des signaux représentatifs, d’au moins une valeur angulaire de mesure correspondant à l’angle de réflexion totale dioptre/milieu à mesurer,
- calcul d’une valeur relative à l’indice de réfraction d’un milieu à mesurer (M) étalonné à partir de la valeur angulaire de mesure et d’une correction déterminée à partir de la valeur angulaire de référence. - Unité de traitement pour un dispositif de mesure selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, l’unité de traitement étant configurée pour commander la source de lumière afin d’émettre le faisceau de lumière et pour récupérer les signaux représentatifs de la répartition spatiale angulaire du faisceau de lumière en sortie de face de sortie fournie par le détecteur optique,
L’unité de traitement étant en outre configurée pour :
- identifier, à partir des signaux représentatifs, au moins une valeur angulaire de référence correspondant à la première portion des rayons du faisceau de lumière (F) et/ou à la deuxième portion en fonction de la configuration de l’au moins une bande de référence angulaire (25A, 25B, 26A, 26B, 27), voire à l’éventuelle troisième portion des rayons du faisceau de lumière (F) lorsque le dispositif de mesure est un dispositif selon la revendication 2,
- identifier à partir des signaux représentatifs, au moins une valeur angulaire de mesure correspondant à l’angle de réflexion totale dioptre/milieu à mesurer,
- calculer une valeur relative à l’indice de réfraction d’un milieu à mesurer (M) étalonné à partir de la valeur angulaire de mesure et d’une correction déterminée à partir de la valeur angulaire de référence.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2108528A FR3126044A1 (fr) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | Dispositif de mesure de réfractométrie auto-étalonné et procédé d’étalonnage d’un tel dispositif de mesure |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2108528A FR3126044A1 (fr) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | Dispositif de mesure de réfractométrie auto-étalonné et procédé d’étalonnage d’un tel dispositif de mesure |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3126044A1 true FR3126044A1 (fr) | 2023-02-10 |
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ID=78332875
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|---|---|---|---|
| FR2108528A Pending FR3126044A1 (fr) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | Dispositif de mesure de réfractométrie auto-étalonné et procédé d’étalonnage d’un tel dispositif de mesure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3126044A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2045039C1 (ru) * | 1992-03-03 | 1995-09-27 | Научно-исследовательский институт оптического приборостроения для народного хозяйства и любительской кинофотоаппаратуры Всесоюзного научного центра "ГОИ им.С.И.Вавилова". | Способ измерения показателя преломления конденсированных сред |
| US20040100634A1 (en) * | 2002-11-22 | 2004-05-27 | Bartholomew Dwight U. | Self-calibration of an optical-based sensor using a total internal reflection (TIR) signature |
| US20130214138A1 (en) * | 2012-02-21 | 2013-08-22 | Jetalon Solutions, Inc. | Critical angle optical sensor apparatus |
-
2021
- 2021-08-05 FR FR2108528A patent/FR3126044A1/fr active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2045039C1 (ru) * | 1992-03-03 | 1995-09-27 | Научно-исследовательский институт оптического приборостроения для народного хозяйства и любительской кинофотоаппаратуры Всесоюзного научного центра "ГОИ им.С.И.Вавилова". | Способ измерения показателя преломления конденсированных сред |
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