特許 7106533 ポリマー材料のパラメータを推定するための携帯装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-15

(45)【発行日】2022-07-26

(54)【発明の名称】ポリマー材料のパラメータを推定するための携帯装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/3563 20140101AFI20220719BHJP

【ＦＩ】

G01N21/3563

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2019527247

(86)(22)【出願日】2017-11-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-12-19

(86)【国際出願番号】 EP2017079543

(87)【国際公開番号】W WO2018091631

(87)【国際公開日】2018-05-24

【審査請求日】2020-07-14

(31)【優先権主張番号】1661235

(32)【優先日】2016-11-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】507030070

【氏名又は名称】エレクトリシテ ド フランス

(73)【特許権者】

【識別番号】518059934

【氏名又は名称】ソルボンヌ・ユニヴェルシテ

【氏名又は名称原語表記】ＳＯＲＢＯＮＮＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＥ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】リブ コルテ，アレハンドロ

(72)【発明者】

【氏名】ベン シュイハ，モハメド

【審査官】横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】欧州特許出願公開第０２１３８８３０（ＥＰ，Ａ２）

【文献】中国特許出願公開第１０３７４３６９５（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／００６７５６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１７８５２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２０６７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５０４９８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００ － Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｊ ３／００ － Ｇ０１Ｊ ３／５２

Ｇ０１Ｎ ３３／００ － Ｇ０１Ｎ ３３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを推定するための携帯用装置であって、当該装置は、：
少なくとも１つの赤外線源であって、ここで、各赤外線源は、1つ以上の時間パルスの形態でスペクトル線をポリマー材料に向けて放射することができ、各赤外線源は、ポリマー材料に向かって、波長１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍのうちの１つ、又は波数１０００ｃｍ^－１、１０５０ｃｍ^－１、１３５０ｃｍ^－１、１７００ｃｍ^－１、２９００ｃｍ^－１、３７００ｃｍ^－１のうちの１つから選択される、最大放出エネルギーを表すスペクトル線を放射することができる、赤外線源と、
前記少なくとも１つの赤外線源によって放射された、前記スペクトル線に応答して前記ポリマー材料によって反射されるスペクトル線を受け取ることができる少なくとも１つの赤外線検出器と、
前記少なくとも１つの赤外線源によって放射された前記スペクトル線に応答して、前記ポリマー材料によって反射され、且つ赤外線検出器によって受け取られた、前記スペクトル線に存在するエネルギーの関数として前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを決定するための決定ユニットと、
パルスのうちの少なくとも１つのそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第１の規定の時間幅にわたって、前記少なくとも1つの赤外線源によって放出されたスペクトル線への応答として前記ポリマー材料によって反射された、スペクトル線の複数の第１の測定値を取得して、第１の測定値を代表する第１の値の推定値を計算するための制御手段と、
２つの連続するパルス間のそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第２の規定の時間幅にわたって、前記少なくとも1つの赤外線源によって放出されたスペクトル線への応答として前記ポリマー材料によって反射されたスペクトル線の複数の第２の測定値を取得して、第２の測定値を代表する第２の値の推定値を計算するための制御手段であって、前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータは、少なくとも前記第１の測定値を代表する値と前記第２の測定値を代表する値との間の差からを計算される、
装置。

【請求項2】

スペクトル線が放射の狭帯域である、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータが、前記ポリマー材料中の少なくとも１つ
のエージングトレーサの存在及び／又は含有量である、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータがポリマーの識別である、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

１つ以上の時間パルスが矩形である、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

１つ以上の時間パルスと同期して少なくとも１つの赤外線検出器を始動するための制御手段が設けられる、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

少なくとも１つの赤外線源によるスペクトル線の放出をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

少なくとも１つの赤外線源は、少なくとも１つの赤外線発光ダイオード又は少なくとも１つのレーザ源である、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

少なくとも１つの赤外線検出器は、フォトダイオード又は光導電型であり、且つ、それが受け取る、少なくとも1つの赤外線源によって放射されたスペクトル線への応答として、ポリマー材料によって反射された、スペクトル線の関数として光電流を発生させることができる、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

すくなくとも１つの赤外線源は各々、波長１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍのうちのそれぞれ異なる２つ、又は波数１０００ｃｍ^－１、１０５０ｃｍ^－１、１３５０ｃｍ^－１、１７００ｃｍ^－１、２９００ｃｍ^－１、３７００ｃｍ^－１のうちのそれぞれ異なる２つから選択される、最大放出エネルギーを表す、２つの異なるスペクトル線を各ポリマー材料に放射することができる、少なくとも２つの赤外線源を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

少なくとも１つの赤外線源のスペクトル線の半値幅は１μｍ以下である、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

決定ユニットが、少なくとも１つの赤外線源によって放射されたスペクトル線への応答として、ポリマー材料によって反射されたスペクトル線から赤外線検出器によって提供された、信号中の直流成分を抑制又は減衰させるための少なくとも１つのフィルタ又は回路を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項13】

決定ユニットは、アナログ－デジタル変換器によって提供されるデジタル信号（単数又は複数）からポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータ（ポリマー材料の特性パラメータ）を決定するために、フィルタ又は回路の下流でフィルタリングされた信号を幅するための増幅器と、前記増幅器の下流のアナログ－デジタル変換器と、データを処理し記憶するための手段と、を含む、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

決定ユニットは、少なくとも1つの赤外線検出器から及び少なくとも１つの赤外線源によって放射されたスペクトル線への応答として、ポリマー材料によって反射された、且つ前記少なくとも1つの赤外線検出器によって受け取られる、前記スペクトル線から得られる、検出信号の振幅の関数としてポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを計算するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項15】

決定ユニットは、少なくとも１つのスペクトル線を放射するように少なくとも１つの赤外線源を制御するのに役立つ放射信号の振幅に関して、少なくとも1つの赤外線検出器から及び前記少なくとも１つの赤外線源によって放射されたスペクトル線への応答として、ポリマー材料によって反射された、且つ前記少なくとも1つの赤外線検出器によって受け取られる、前記スペクトル線から得られる、検出信号の振幅の関数としてポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを計算するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項16】

少なくとも１つの赤外線検出器を冷却するための第１の冷却モジュール及び／又は少なくとも１つの赤外線源を冷却するための第２の冷却モジュールを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項17】

サーモスタットと、少なくとも１つの赤外線検出器を維持するため、前記第１の冷却モジュールに、及び／又は前記少なくとも１つの赤外線源をサーモスタットで規定された温度に維持するため、前記第２の冷却モジュールに接続された自動温度安定化のための電子ユニットとを含む、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

グリップハンドルから離れた前端に、少なくとも１つの赤外線源及び少なくとも１つの赤外線検出器を含む、照準モジュールに取り付けられたグリップハンドルを含むピストルの形状を有し、前記ピストルは、前記少なくとも１つの赤外線源による少なくとも１つのスペクトル線の放出をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材を含み、ここで、前記手動制御部材は、前記グリップハンドル上で、前記グリップハンドルと前記照準モジュールとの間に配置されている、請求項１に記載の装置。

【請求項19】

ここで、少なくとも１つの線源及び／又は少なくとも１つの赤外線検出器は、少なくとも１つの外側ブロックによって覆われ、
前記少なくとも１つの線源は前記少なくとも１つのスペクトル線を放射することができ、且つ、前記少なくとも１つの赤外線検出器は、後者に対して透明であり、且つポリマー材料に向けられている前記外側ブロックを通して前記少なくとも１つの赤外線源によって放射されたスペクトル線の応答として前記ポリマー材料によって反射されたスペクトル線を受け取ることが可能である、請求項１に記載の装置。

【請求項20】

ポリマー材料に対する支持のためのガードを含み、
同時に前記ポリマー材料に向けられ、且つガードの外側遠位表面に対して凹んでいる、外側遠位表面を有する外側ブロックも、前記ポリマー材料の表面に向けられている、請求項１９に記載の装置。

【請求項21】

ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを推定する方法であって、
ここで、波長１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍのうちの少なくとも１つ、又は波数１０００ｃｍ^－１、１０５０ｃｍ^－１、１３５０ｃｍ^－１、１７００ｃｍ^－１、２９００ｃｍ^－１、３７００ｃｍ^－１のうちの１つから選択される、最大放出エネルギーを表す、放出の少なくとも１つのスペクトル線は、少なくとも１つの赤外線源によって、ポリマー材料に向かって放出され、ここで、各赤外線源は、1つ以上の時間パルスの形態でスペクトル線をポリマー材料に向けて放射することができ、
前記少なくとも１つの赤外線源によって放射された前記スペクトル線に応答して、前記ポリマー材料によって反射される前記スペクトル線は、少なくとも１つの赤外線検出器によって受け取られ、
前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータは、ポリマー材料によって反射され、且つ前記少なくとも１つの赤外線源によって放射されたスペクトル線に応答して、前記赤外線検出器によって受け取られた、前記少なくとも１つのスペクトル線に存在するエネルギーの関数として、決定ユニットによって決定される、以下の：
パルスのうちの少なくとも１つのそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第１の規定の時間幅にわたって、前記少なくとも1つの赤外線源によって放出されたスペクトル線への応答として前記ポリマー材料によって反射された、スペクトル線の複数の第１の測定値を取得して、第１の測定値を代表する第１の値の推定値を計算されること、
２つの連続するパルス間のそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第２の規定の時間幅にわたって、前記少なくとも1つの赤外線源によって放出されたスペクトル線への応答として前記ポリマー材料によって反射されたスペクトル線の複数の第２の測定値を取得して、第２の測定値を代表する第２の値の推定値を計算するための制御手段であって、前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータは、少なくとも前記第１の測定値を代表する値と前記第２の測定値を代表する値との間の差からを計算されること、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリマー材料のパラメータを推定するための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

本発明の１つの適用分野は、特に原子力発電プラントにおいて壁又はパイプを被覆するために使用されるポリマーに関する。

【0003】

本発明は、非限定的なやり方で、材料上の１つ又は複数のパラメータの測定に関する。前記材料は、：
－ ポリマーコーティング、通常は塗料を構成する塗料、
－ 流体輸送パイプなどのポリマー部品、
－ 電気ケーブル、
であり得る。

【0004】

そのような塗料又は成分は、工業環境、例えばこれらの塗料及び成分が耐えなければならない厳しい温度及び湿度条件がある原子力発電所に見られる。原子力発電所に適用される安全基準では、原子炉建屋の囲いを形成するコンクリートの内壁に塗布されたポリマー塗料のような表面コーティングの防水特性が厳しい温度及び湿度条件に耐えることが要求される。このようなコーティングの剥離又は裂けは、例えば動作試験中又は熱水の放出をもたらす事故の際に、原子炉建屋の囲い内部に液滴を散布することによって水を注入する頭字語ＡＥＳとして知られる緊急スプリンクラー回路を閉塞及び閉塞させることがある。被覆の剥離に起因するエンクロージャ内の圧力及び温度の実質的な上昇を引き起こし、その状況は緊急システムＥＡＳの寸法である。

【0005】

これらの要件は、循環流体が高温になり得る、いわゆる高密度ポリマーチューブ又はパイプなどの、すべてのポリマーベースの材料に関する。ここで、関連するコントロールはチューブの内側表面になければならない。モニタリングが必要とされる別の例は、同様にポリマー組成物の電気ケーブルのそれであり、ここで劣化は電気絶縁の喪失と同義である。

【0006】

各業界に固有の規制及び安全規制に従った要件では、オペレータは塗料などの表面コーティングの状態、及びパイプやケーブルなどの特定のコンポーネントの状態を監視する必要がある。それらがポリマー構造である限り、適切な制御方法を実施しなければならない。

【0007】

例えば、原子力発電所に施工された、密封機能を実行しなければならない原子力発電所の建物の内壁上のコーティングの場合、求められている基準に関して、視覚的な制御が、例えば亀裂又は膨潤などの実際の老化状態をパラメータとして推定することを可能にしないことはよく知られている。確かに、亀裂又は腫れのいずれかが現れ、そして進行した劣化の診断がすぐに明白になるか、又はこれらの症状のいずれも現れず、そしてオペレータが決定することができない。肉眼で劣化が見られなくても、それがコーティングの薄層の微細構造内に既に生じている、劣化の兆候であり、封止のような保護機能の喪失と同義である可能性がある。これらの条件下で、コーティングは、たとえ健康的な外観であっても、適用されたコーティングを剥がしてさらにオペレータにとって有害な廃棄物を構成する可能性がある温度及び湿度の著しい過渡現象の試験に耐えられないことが示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

課題は、最初の脆弱化が出現する前であっても、老化の状態を適切に評価することによってそのような状況を予測することである。

【0009】

したがって、オペレータは、以前に定義された劣化基準及び以前に固定された保守プログラムに関して保守要件を予測する、劣化を測定する方法を探している。

【0010】

コーティングを制御するために、塗料製造段階中にコントロールブリケット(des briquettes temoins)を製造することが知られている。コントロールブリケットはポリマーコーティングで塗装された後、当該建物内のキャビネットに保管される。この方法は、ブリケットの老化が保護コーティングの老化を表すという仮定に基づいている。プログラムされたやり方で、コントロールブリケットは分析ラボで制御される。これには、保管場所と分析ラボの間のコントロールブリケットの定期輸送（往復）が含まれる。いくつかの欠点がある。：

【0011】

輸送中にブリケットが時々紛失又は損傷する。例えば原子力発電所の建物の壁のコンクリートの柱状コアサンプル採取（carrotage）は、コントロールブリケットを交換するのに必要である。この作業は、柱状コアサンプル採取によって形成された穴を閉じて再塗装しなければならないので、かなり重い保守作業を必要とする。

【0012】

ブリケットのコーティングの老化状態は、建物全体の老化状態を完全に表すものではない。

【0013】

一方、他の問題は、特定のポリマーが存在することを確認しなければならないことであり得る。例えば、上記の環境において、例えばガスケットを形成する製品が、明細書、上記の環境又は他の環境の原子炉建屋、及びより一般的にはそのような多様な環境にある他の工業用建物において、特定のポリマー材料でできていることを制御することが望ましいかもしれない。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、実施が簡単で、ポリマー材料のエージングトレーサを体系的に検出するようになっている装置及び方法によって、最新技術の欠点を克服すること、及びポリマー材料のパラメータを推定することを可能にする上で示した問題を解決することを目的とする。

【0015】

この目的のために、本発明の第１の目的は、ポリマー材料の少なくとも１つのパラメータを推定するための装置であり、当該装置は以下：
第１の赤外線をポリマー材料に送ることができる、少なくとも１つの所定の波長を有する少なくとも１つの発光スペクトル線を有する、ポリマー材料の少なくとも１つのエージングトレーサの検出に対応する、１つの赤外線源と、
第１の赤外線の送信に応答してポリマー材料によって反射される、第２の赤外線を受光することができる少なくとも１つの赤外線検出器と、
ポリマー材料のパラメータを、前記第２の赤外線の所定の波長を有する少なくとも１つの線の関数として決定するためのユニットと、
を含むことを特徴とする。

【0016】

一実施形態によれば、ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを推定するための携帯用装置であって、以下：
少なくとも１つの赤外線源であって、各赤外線源は、ポリマー材料に向かって、１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちの１つ、又は波数１０００ｃｍ^－１、１０５０ｃｍ^－１、１３５０ｃｍ^－１、１７００ｃｍ^－１、２９００ｃｍ^－１、３７００ｃｍ^－１のうちの１つから選択される、最大発光エネルギーを表すスペクトル線を放射することができる、赤外線源と、
前記少なくとも１つの赤外線源によって放射された、前記スペクトル線に応答して前記ポリマー材料によって反射される赤外線を受け取ることができる少なくとも１つの赤外線検出器と、
前記ポリマー材料によって反射され、赤外線検出器によって受け取られた、前記赤外線の前記スペクトル線に存在するエネルギーの関数として前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを決定するためのユニットと、を含むことを特徴とする装置が提供される。

【0017】

選択された波長値及び波数値は、最大エネルギーがこれらの値のうちの１つに位置する線の放出によるポリマー材料の老化トレーサの検出に対応するものとして本発明者らによって決定されたものである。

【0018】

したがって、本発明は、老化トレーサの検出に依存してポリマーのパラメータを決定することを可能にし、これは実施が簡単な携帯用装置を使用して行われる。

【0019】

したがって、本発明による装置は、赤外スペクトルの全波長でポリマー材料を照射することを回避するが、１つ又は複数の前述の波長又は波数に位置する関心のある線のみによってそれを照射する。したがって、分光計によって赤外線検出器によって受信された１つ又は複数の波長を選択する必要性が回避される。

【0020】

一実施形態によれば、いくつかの赤外線源があり得る。

【0021】

一実施形態によれば、いくつかのスペクトル線があり得る。

【0022】

一実施形態によれば、各赤外線源は、上に示した単一のスペクトル線をポリマー材料に伝達することができる。以下では、ポリマー材料によって反射され、且つ、赤外線源(単数又は複数)による上記のスペクトル線(単数又は複数)の放出に応答して赤外線検出器によって受光された、赤外線を第２の赤外線ともいう。

【0023】

一実施形態によれば、前記スペクトル線は狭帯域放射である。

【0024】

一実施形態によれば、前記ポリマー材料の特性パラメータは、前記ポリマー材料中の少なくとも１つのエージングトレーサの存在及び／又は含有量である。

【0025】

一実施形態によれば、前記ポリマー材料の特性パラメータはポリマーの識別である。

【0026】

一実施形態によれば、各赤外線源は、１つ以上の時間パルス(impulsions temporelles)の形態で前記スペクトル線を前記ポリマー材料に放射することができる。

【0027】

一実施形態によれば、前記時間パルス(単数又は複数)は矩形である。

【0028】

一実施形態によれば、前記時間パルス（単数又は複数）と同期するように前記少なくとも１つの赤外線検出器をスイッチオンするための制御手段が設けられる。

【0030】

一実施形態によれば、当該装置は、第２の測定値の第２の代表値の推定値を計算するため、２つの連続するパルス間のそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第２の規定の時間幅の間に前記第２の赤外線の複数の第２の測定値を行うための制御手段を含み、前記パラメータは、少なくとも前記第１の測定値を代表する第１の値と前記第２の測定値を代表する第２の値との間の差から計算される。

【0031】

一実施形態によれば、当該装置は、前記少なくとも１つの赤外線源による前記スペクトル線の放出をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材をさらに含む。

【0032】

一実施形態によれば、前記少なくとも１つの赤外線源は、少なくとも１つの赤外線発光ダイオード又は少なくとも１つのレーザ源である。

【0033】

一実施形態によれば、前記少なくとも１つの赤外線検出器は、フォトダイオード又は光導電型であり、それが受け取る赤外線の関数として光電流を発生させることができる。

【0034】

一実施形態によれば、赤外線源として少なくとも２つの赤外線源が設けられ、これらは(qui)、１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちのそれぞれ異なる２つ、又は波数１０００ｃｍ^－１、１０５０ｃｍ^－１、１３５０ｃｍ^－１、１７００ｃｍ^－１、２９００ｃｍ^－１、３７００ｃｍ^－１のうちのそれぞれ異なる２つから選択される、それぞれ最大放出エネルギーを表す２つの異なるスペクトル線をそれぞれポリマー材料に放出することができる。

【0035】

一実施形態によれば、前記少なくとも１つの赤外線源の前記スペクトル線の半値幅は１μｍ以下である。

【0036】

一実施形態によれば、前記ポリマー材料の特性パラメータを決定するための前記ユニットが、前記赤外線検出器によって提供された、信号中の直流成分(une composante continue)を抑制又は減衰させるための少なくとも１つのフィルタ又は回路又はフィルタユニットを含む。

【0037】

一実施形態によれば、アナログ－デジタル変換器によって提供されるデジタル信号（単数又は複数）から前記ポリマー材料の特性パラメータを決定するため、前記ポリマー材料の特性パラメータを決定するための前記ユニットは、前記フィルタ又は回路又はフィルタユニットの下流でフィルタリングされた信号を増幅するための増幅器と、前記増幅器の下流のアナログ－デジタル変換器と、データを処理し記憶するための手段と、を含む。

【0038】

本発明の一実施形態によれば、前記決定するためのユニットが、少なくとも赤外線検出器及び赤外線から得られる、前記少なくとも１つのスペクトル線に対応する前記少なくとも１つの波長で受信された検出信号の振幅の関数としてポリマー材料の特性パラメータを計算するように構成される。

【0039】

本発明の一実施形態によれば、前記決定するための前記ユニットが、前記少なくとも１つのスペクトル線を放射するように前記少なくとも１つの赤外線源を制御するための放射信号の振幅に関して、前記赤外線検出器及び赤外線から得られる、前記少なくとも１つのラインに対応する前記少なくとも１つの波長で受信された検出信号の振幅の関数としてポリマー材料の特性パラメータを計算するように構成される。

【0040】

本発明の一実施形態によれば、当該装置は、前記少なくとも１つの赤外線検出器を冷却するための冷却モジュール及び／又は前記少なくとも１つの赤外線源を冷却するための冷却モジュールを含む。

【0041】

本発明の一実施形態によれば、当該装置は、前記少なくとも１つの赤外線検出器及び／又は前記少なくとも１つの赤外線源をサーモスタットで規定された温度に維持するため、サーモスタットと、冷却モジュールに接続された電子温度安定化ユニットとを含む。

【0042】

本発明の一実施形態によれば、ピストルの形状をしている当該装置は、ハンドルから離れた前端に前記少なくとも１つの赤外線源及び前記少なくとも１つの赤外線検出器を含む、照準モジュールに接続されたハンドルを含み、前記ピストルは、前記少なくとも１つの赤外線源による前記少なくとも１つのスペクトル線の放出をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材を含み、前記手動制御部材は、前記ハンドルを前記照準モジュールに接続する前記ピストルの領域の近くに配置されている。

【0043】

本発明の一実施形態によれば、前記少なくとも１つの線源及び／又は前記少なくとも１つの赤外線検出器は、少なくとも１つの外側ブロックによって覆われ、
前記少なくとも１つの線源は前記少なくとも１つのスペクトル線を放射することができ、それに対して透明であり、前記ポリマー材料に面する前記外側ブロックを通して前記赤外線を受け取るようになっている。

【0044】

本発明の一実施形態によれば、当該装置は、ポリマー材料を支えるガードを含み、
前記外側ブロックは、外側遠位面を有し、前記外側遠位面は両方ともポリマー材料に向けられており、前記ガードの外側遠位面に対して凹んでおり、これも前記ポリマー材料の表面に面している。

【0045】

本発明の第２の目的は、ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを推定するための方法であって、
少なくとも１つの赤外線源が、材料の少なくとも１つのエージングトレーサの検出に対応する、少なくとも１つの所定の波長を有する少なくとも１つの発光スペクトル線を特徴とする第１の赤外線放射をポリマー材料に送ること、
少なくとも１つの赤外線検出器は、前記第１の赤外線の送信に応答してポリマー材料によって反射される第２の赤外線を受信すること、
前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータは、前記第２の赤外線放射で規定された波長の少なくとも１つのスペクトル線の関数として決定するためのユニットによって決定されること、
を特徴とする。

【0046】

本発明の一実施形態によれば、ポリマー材料の少なくとも１つの特性パラメータを推定する方法であって、
１０μｍ、９．５μｍ、７．２μｍ、６μｍ、３．５μｍ、２．７μｍの波長のうちの１つ、又は波数１０００ｃｍ^－１、１０５０ｃｍ^－１、１３５０ｃｍ^－１、１７００ｃｍ^－１、２９００ｃｍ^－１、３７００ｃｍ^－１のうちの１つから選択される、最大放出エネルギーを表す少なくとも１つの赤外線源が、ポリマー材料に向かって少なくとも１つの放出スペクトル線を放出すること、
少なくとも１つの赤外線検出器は赤外線を受け取り、前記赤外線は、前記少なくとも１つの赤外線源によって放射された前記スペクトル線に応答して、ポリマー材料によって反射されること、
前記ポリマー材料の特性パラメータは、ポリマー材料によって反射され、前記赤外線検出器によって受け取られた、第２の赤外線の前記少なくとも１つのスペクトル線に存在するエネルギーの関数として、決定するためのユニットによって決定されること、を特徴とする方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0047】

本発明は、添付の図面を参照しながら非限定的な例としてのみ与えられた以下の説明を読むことでよりよく理解されるであろう。

【図1a】図１ａは、本発明の一実施形態による推定装置の一般的なモジュールブロック図(un synoptique modulaire)を表す。

【図1b】図１ｂは、本発明の一実施形態による推定装置の一部を表す。

【図2】図２は、本発明の一実施形態による推定装置の測定値取得部分のブロック図である。

【図3】図３は、横軸の波長の逆数の関数として、ポリマーの赤外分光反射率の変化を表す。

【図4】図４は、本発明の一実施形態による推定装置の赤外線源の制御信号のタイミング図を表す。

【図5】図５は、本発明の一実施形態による推定装置の赤外線検出器によって行われる測定のタイミング図である。

【図6】図６は、本発明の一実施形態による推定装置のモジュールブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

ポリマー材料Ｍのパラメータを推定するための装置１、及びこの方法を使用して実施されるポリマー材料Ｍのパラメータを推定するための方法の実施形態を以下に説明する。このパラメータは、少なくとも１つのエージングトレーサの存在及び／又は少なくとも１つのエージングトレーサの含有量及び／又はポリマー材料Ｍの識別であり得る。

【0049】

図において、パラメータ推定装置１は、１つ以上の赤外線源１０１、１つ以上の赤外線検出器１０２、及びパラメータを決定するためのユニット２を含む。

【0050】

一般的には、本発明によれば、赤外線源１０１は、ポリマー材料の少なくとも１つのエージングトレーサの検出に対応する、所定の波長の１つ又は複数の発光スペクトル線を有する第１の赤外線１１１をポリマー材料Ｍに送る。

【0051】

一実施形態によれば、各赤外線源は、ポリマー材料Ｍのエージングトレーサに対応する、規定の波長、前記興味対象、又は興味対象のピークを含む狭帯域発光波長である。

【0052】

一実施形態によれば、赤外線源は、発光スペクトル線を含む少なくとも１つの発光スペクトル領域（又は帯域）においてのみ、又は高分子材料Mのエージングトレーサの検出に対応する規定の波長の赤外線を有する発光スペクトル線の周りにおいてのみ発光する。

【0053】

一実施形態によれば、赤外線源１０１は赤外線発光ダイオードである。そのようなダイオードは、上記の線の周りに位置する上記の発光スペクトル領域で発光する。この放出スペクトル領域は、例えば、放出された最大エネルギーに対応するスペクトル線を中心とするガウス分布によって表すことができる。したがって、ダイオードは、線とその線が位置する帯域によって特徴付けることができる。

【0054】

他の実施形態では、赤外線源１０１はレーザ源である。そのようなレーザ源は実質的に単色である。この場合、光源は、規定の波長でのみ、又は前述の線の周りの実質的に幅がゼロのスペクトル放射帯で放射する。

【0055】

一実施形態によれば、装置１は、その中又は下に前記１つ以上の光源１０１及び／又は前記１つ以上の赤外線検出器１０２がある表面１０１０を含むことができる。そしてそれは試験されるべき高分子材料Ｍに向けられることを意図している。一実施形態では、前記１つ以上の光源１０１及び／又は前記１つ以上の赤外線検出器１０２は、少なくとも１つの外部ブロック１０１１によって覆われている。それは(qui)、第１及び第２の赤外線１１１及び１１２に対して透明であり、外側ブロックの遠位面１０１３がそれと接触することなくポリマー材料Ｍの表面２００に近づくように配置される。この外部ブロック１０１１は、この実施形態に関して図１ｂに示されるように、幾何光学の法則による屈折による第１及び第２の赤外線１１１及び１１２の光路変化以外に、前記１つ以上の赤外線源１０１の放射線１１１を変更することなく材料Ｍに、材料Ｍを前記１つ以上赤外線検出器に伝達することを可能にする。遠位面１０１３とポリマー材料Ｍの表面２００との間に空いたままの薄い容積１０１４は、赤外線(単数又は複数)１１１及び／又は１１２と相互作用することによって測定上の空気の存在によって引き起こされる擾乱を制限し、空気中の酸素が特定の波長の吸収によって放射を減衰させるのを防ぐ。このブロックは、例えばゲルマニウムであり得る。

【0056】

前記１つ以上の赤外線検出器１０２は、１つ以上の赤外線源１０１からの第１の赤外線１１１の送信に応答して（その表面２００を通して）ポリマー材料Ｍによって反射される第２の赤外線１１２を受信するように構成される。

【0057】

装置１は、第２の赤外線１１２の所定の波長を有する少なくとも１つの発光スペクトル線の関数としてポリマー材料Ｍのパラメータを決定するためのユニット２を含む。

【0058】

発光スペクトル線を含む又は発光スペクトル線の周りの少なくとも１つの発光スペクトル領域（又は帯域）の場合、例えば、光源１０１としてダイオードの場合、及び他のいかなる放射源も存在しない場合、第２の放射線のエネルギーは、放射を生成するダイオードに関連する帯域に含まれる。赤外線検出器１０２は帯域の概念を知らないが、例えばダイオードのような線源から来るエネルギーを積分するだけである。これにより、受信時に帯域作成される。

【0059】

一実施形態によれば、ユニット２は、赤外線検出器１０２から、及びスペクトル線(単数又は複数)に対応して規定される波長での第２の赤外線１１２から得られる第２の信号の存在及び／又は振幅の関数としてポリマー材料Ｍのパラメータを決定する。

【0060】

決定ユニット２は、少なくとも１つのスペクトル線を有する第１の赤外線１１１を少なくとも１つの所定の波長に送信するように、少なくとも１つの赤外線源１０１を制御するための第１の信号の振幅で除算される、赤外線検出器１０２及び第２の赤外線１１２から得られる第２の信号の振幅と、少なくとも１つのスペクトル線に対応する少なくとも１つの所定の波長との計算された比に従って、高分子材料Ｍのパラメータを算出するように構成することができる。

【0061】

本発明の一実施形態によれば、所定の波長の少なくとも１つのスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、２μｍから１０μｍまでの波長範囲、すなわち１０００ｃｍ^－１から５０００ｃｍ^－１までの波数範囲内で選択される。本発明の一実施形態によれば、所定波長の少なくとも１つの線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を含む少なくとも１つの発光スペクトル領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の半値幅は１μｍ以下である。本発明の一実施形態によれば、所定の波長の少なくとも１つの線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を含む少なくとも１つのスペクトル領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の半値幅（ＦＷＭ）は、０．２μｍ以上１μｍ以下である。例えば、この、所定波長の少なくとも１つの線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を含む少なくとも１つの発光スペクトル領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６の半値幅、は０．２μｍに等しい。

【0062】

本発明の一実施形態によれば、ポリマー材料Ｍのパラメータを決定するために、所定の波長の少なくとも１つのスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６が、以下に記載される波長のうちの少なくとも１つにおいて、特に、興味関心のあるラインＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、にそれぞれ対応する、それぞれ６μｍ及び／又は９．５μｍ及び／又は３．５μｍ及び／又は７．２μｍ及び／又は１０μｍ及び／又は２．７μｍにおいて選択される。

【0063】

一実施形態によれば、パラメータがエージングトレーサの存在及び／又は少なくとも１つのエージングトレーサの含有量である場合、この存在及び／又はこの含有量は、第２の赤外線１１２内の規定の１対以上波長における１つ以上の線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６から、及び場合によっては、それぞれ線(単数又は複数)Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６の周囲の赤外発光スペクトル帯(単数又は複数)Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６から決定される。

【0064】

パラメータがポリマー材料Ｍの識別である場合、ユニット２は、さらに、前記所定のポリマーに関してポリマー材料Ｍを特定するため、第２の赤外線の所定の波長の線（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６）の周りの少なくとも１つの発光スペクトル帯（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６）を、少なくとも１つの所定のポリマーの少なくとも１つの予め記録されたスペクトルシグネチャと比較するための比較手段を含み得る。

【0065】

パラメータが高分子材料Ｍの識別である場合、ユニット２は、第２の赤外線１１２のスペクトル線が特性値に対応するのか、又は既知の識別のスペクトルシグネチャに対応するのかを決定するため、
－ 一方では、所定の波長又は複数の波長の１つ又は複数の線の周りの１つ又は複数の帯域内にある、第２の赤外線放射１１２から得られる少なくとも１つの赤外線検出器１１２の検出信号（又は赤外線検出器の応答）（例えば、検出信号の振幅及び所定の波長）、
－ 他方では、スペクトル線又はスペクトルシグネチャの１つ又は複数の特性値（検出信号の振幅及び所定の波長）、これらは、ユニット２のメモリに予め記録されており、かつ既知の識別を有する１つ以上のポリマー材料について予め決められている、（例えば組成）、
を比較するための比較手段をさらに含む。

【0066】

本文中、μｍで与えられた値は、それぞれ赤外線の放射帯に含まれる波長であり、ｃｍ^－１で与えられる値は波長の逆数として定義される波数であり、化学者によってより多く使わる。前者は、光学機器、オプトエレクトロニクスの製造業者の間でより多く使用されている。同様に、Ｒで表される単語「線（raie）」の使用は、赤外線の放射帯Ｂで放射されるμｍ単位の寸法の波長のスペクトル線に対応する。Ｐで表される単語「ピーク」又は興味関心のあるピークの使用は、高分子材料Ｍの興味関心のある成分に特徴的な、ｃｍ^－１で寸法決めされた波数のスペクトルピークに対応するであろう。

【0067】

推定装置１は全てのポリマー（特に塗料、ネオプレン、電気ケーブルなど）に使用可能である。特に、６μｍのスペクトル線は、カルボニルを介して明らかにされた全てのポリマーの酸化に対応する。実際、カルボニルは約１７００ｃｍ^－１で現れ、その発光帯Ｂ１に含まれる約６ミクロンに規定された第１の線Ｒ１の波長で以下に対応する関心のあるピークＰ１を形成する。しかし、例えば、ネオプレンの老化はまた、約１０００ｃｍ^－１から約１１００ｃｍ^－１の間に生じる他の原因（その負荷が低下する）によるものであり、そして関心のあるピークＰ２を形成する、約９．５μｍ、すなわち１０５０ｃｍ^－１に規定された第２の線Ｒ２の波長によって観察される。第３の線Ｒ３は、約２９００ｃｍ^－１に位置する関心対象のピークＰ３に対応する、約３．５μｍの所定の波長にある。３０００ｃｍ^－１を超えると、他の老化原因が観察され、それは全ての異なる老化方法又は特定のポリマーに適用可能である。例えば、エージングモードによって、関連する帯域を持つ規定の波長のスペクトル線がある。

【0068】

例えば、カルボニル濃度は、Ｂｅｅｒ－Ｌａｍｂｅｒｔの法則によって決定することができる老化トレーサである。老化トレーサとして作用するこの物理的パラメータは、酸化的分解を直接担う。

【0069】

成分又はエポキシ被覆の種類が何であれ、それはポリマー構造であるので、初期エージングの発生は材料の構造のレベルで、分子レベルで起こる。実験は、図３による赤外反射率の統計曲線（縦座標の存在密度）をグラフで表す汎函数Ｂｏｘｐｌｏｔ法(boxplot fonctionnelle)による統計処理による赤外反射率スペクトルの分析が、ポリマーの劣化がある場合に興味のあるピークを明らかにしたことを示した。

【0070】

汎函数Ｂｏｘｐｌｏｔ法は箱ひげ図(la boite a moustache)から派生した統計的方法で、スカラの集合にではなく関数に適用できる。

【0071】

これらのピークは、汎函数Ｂｏｘｐｌｏｔ法によって得られた曲線の統計的分散が、特に第２のスペクトル線Ｒ２に対応する約１０５０ｃｍ^－１のピークＰ２及び約１３５０ｃｍ^－１のピークＰ４に向かって、広い赤外周波数の線と一致するように作られている。第２のスペクトル線Ｒ２及び第４のスペクトル線Ｒ４にそれぞれ対応する波長は、それぞれ約９．５μｍ及び７．２μｍに規定されている。スペクトルのこれらの領域に配置された検出器１０２は老化を特徴付けることを可能にする。一実施形態によれば、関心のある各ピーク又は関心のある線は、老化トレーサの検出及びパラメータの推定のために関連情報が見つけられるべきスペクトル領域に対応する。この関連情報は、関数Ｂｏｘｐｌｏｔ法による統計分析によって見出すことができた。

【0072】

ポリマーの場合、分析は、中赤外帯域におけるＩＲ波放射後の反射率のスペクトルに関する。この反射率から、統計分析の後に特異点が観察される。

【0073】

図３は、関数ｂｏｘｐｌｏｔの例を示す。これは、横軸の波長の逆数（ｃｍ^－１）に応じた赤外線放射１１１、１１２の反射率の縦座標での変化を表す。図３では、密度関数の四分位数が区別される。
１）中央値曲線を黒で、
２）ダークグレーでは、関数四分位数２５％と７５％との間のすべての曲線、すなわち中央データの５０％。
３）薄い灰色では、5％から95％の間のすべての曲線、すなわちデータは外れ値（observations aberrantes）（英語ではoutliers）のない範囲内にある。

【0074】

この図３では、外れ値は表されていない。

【0075】

したがって、図３は、約１０μｍの所定の波長に対応する、１０００ｃｍ^－１における関心のある約５番目のピークＰ５における５番目のスペクトル線Ｒ５と、シリカのピーク及び加水分解シリカのピークに対応する約９．５μｍの所定の波長に対応する約１０５０ｃｍ^－１におけるほぼ第２の関心ピークＰ２における第２のスペクトル線Ｒ２と、約２．７μｍの所定の波長に対応する、約３７００ｃｍ^－１における関心のある約１／６のピークＰ６における第６のスペクトル線Ｒ６と、を示している。

【0076】

上述の統計的方法は、上記の波長又は波数のいくつか又はすべてにおけるすべての反射率についての分布関数を決定することを可能にした。したがって、一実施形態によれば、２つの異なる赤外線源から生じる、異なる波長又は異なる波長の少なくとも２つのスペクトル線が使用される。これは、ポリマー材料の表面状態に起因し得る、測定値のばらつきを克服する。これにより、老化度及び／又はポリマー材料の識別をより効果的に検出することが可能になる。

【0077】

一実施形態によれば、赤外線源は、放射が生じるスペクトル帯Ｂによって特徴付けられ、このバンドは、一般に放射のエネルギーが最大であるスペクトル線Ｒの周りにある。

【0078】

１つ又は複数の赤外線源によって放射されるスペクトル帯域は、１つ又は複数のスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６のうちの１つ又は複数の周りで選択することができる。特に、少なくとも２つの異なるスペクトル線を選択することができる。

【0079】

一実施形態によれば、関心のあるスペクトル線は、これらのスペクトル帯域で放射し、且つ、強制的に消去されるべき非常に重大なノイズを発生させる原因となる材料の温度によって引き起こされる寄生信号を処理した後に監視される。

【0080】

したがって、上記の線のうちの１つ以上の周りの狭い波長のスペクトル帯域で赤外線ショットを実行すること、及び老化を特徴付けるためには、反射率の相対密度を測定することで十分である。

【0081】

投射ビームの好ましい優先領域、したがってその反射率の測定は、図３の例に示されているように、波数範囲［１０００ｃｍ^－１；４０００ｃｍ^－１］内であることが好ましい。これは関連する波長範囲［２．５μｍ；１０μｍ］に対応する。この選択は、１０μｍから測定手段が高価になり、そして２．５μｍ未満では関連する観察がないという事実から生じる。

【0082】

一実施形態によれば、興味関心のあるピーク又は線があるのと同じ数のスペクトル線の所定の波長の周りで放射する赤外線源１０１がある。

【0083】

一実施形態によれば、赤外線源１０１は、ポリマー材料Ｍに向かって第１の決定された方向に第１の赤外線を放射するように向けられる。例えば、線源１０１用のダイオードの場合、ダイオードはレンズを含み得る。所与の線源１０１に対して、検出器１０２は理想的には、第２の測定された赤外線１１２の反射が、送信された第１の赤外線１１１の入射角と等しい反射角を有し、放出されたすべてのエネルギーが（又はほとんど）検出されるように配置される。そのため、反射率が導き出される鏡面反射を探している。

【0084】

当然ながら、ポリマー材料Ｍの反射はまた、デバイス１が配置されているポリマー材料の表面２００によって画定される半空間内で拡散することもできる。

【0085】

一実施形態によれば、少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、赤外線源１０１によって送信された第１の赤外線１１１に応答してポリマー材料Ｍの赤外線反射スペクトルを受け取ることができる。一実施形態によれば、少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、第２の赤外線１１２又はスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を１つ以上の所定の波長で受信するようになっている。一実施形態によれば、少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、第２の赤外線１１２において、１つ又は複数のスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６の周りの１つ又は複数の所定の波長の帯域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６を１つ以上の所定の波長で受信することができる。赤外線検出器１０２の受信波長帯域は、例えば、少なくとも所定の波長（単数又は複数）及び／又は所定の波長のスペクトル線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６（単数又は複数）及び／又は赤外線源１０１によって放射される波長（単数又は複数）を含む。少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、例えば受信波長において広帯域であり得る。一実施形態によれば、少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、材料Ｍの鏡面反射及び／又は拡散反射の中に配置される。少なくとも１つの赤外線検出器１０２は、例えばフォトダイオード又は光導電型のものであり得る光検出器である。例えば、赤外線検出器１０２は、第２の赤外線１１２の関数として光電流を生成することができる。取得電子機器は、赤外線検出器１０２から来るアナログ信号を取得することを可能にする。

【0086】

一実施形態によれば、赤外線源１０１（単数又は複数）は、図4に示すように、例えば矩形（単数又は複数）であり得る１つ以上の時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の形態で第１の赤外線１１１をポリマー材料Ｍに送ることができる。一実施形態によれば、装置１は、パルス制御信号によって１つ又は複数の光源１０１を制御するためのモジュール１２を含み、パルス制御信号は、例えば矩形であってもよく、及び／又は所定の繰り返し周波数ｆ_Ｒで周期的であってもよい。その結果、１つ又は複数の光源は、１つ又は複数の時間パルス、例えば矩形パルス及び／又は周期的パルスの形態で第１の赤外線１１１を放射する。

【0087】

赤外線源１０１によって放射された連続時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２は、例えばそれぞれ規定された時間幅（赤外線源１０１の第１の状態ＯＮ）τ_ｉ、τ_ｉ＋１及びτ_ｉ＋２をそれぞれ有することができ、そして、持続時間Ｔ_ｉ及びＴ_ｉ＋１によってそれぞれ時間的に間隔を空けた連続パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２のそれぞれの始点Ａ_ｉ、Ａ_ｉ＋１及びＡ_ｉ＋２を有することができる。ＯＮ状態にあるパルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間では、線源１０１は、第１の状態ＯＮ（例えば、ハイ(haut)又は点灯）とは異なる第２の状態ＯＦＦ（例えば、ロー(bas)又はOFF）にあり、この状態ＯＦＦは、継続時間Ｔ_ｉ－τ_ｉを有する連続パルスｉとｉ＋１との間である。

【0088】

一実施形態によれば、パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２は所定の周期Ｔで繰り返すことができる。各持続時間Ｔ_ｉは、周期Ｔ＝Ｔ_ｉ＝Ｔ_ｉ＋１に等しく、繰り返し周波数ｆ_Ｒ＝１／Ｔに対応する。一実施形態によれば、パルスのそれぞれの時間的な波長τ_ｉ、τ_ｉ＋１及びτ_ｉ＋２は、同じ時間幅τ＝τ_ｉ＝τ_ｉ＋１＝τ_ｉ＋２に等しくてもよい。

【0089】

例えば、τ_ｉ＋１≦Ｔ_ｉ及びτ_ｉ＋２≦Ｔである。

【0090】

もちろん、それぞれの時間幅τ_ｉ、τ_ｉ＋１及びτ_ｉ＋２は互いに異なっていてもよい。もちろん、期間Ｔ_ｉとＴ_ｉ＋１は互いに異なっていてもよい。

【0091】

この特性により、このポリマー材料Ｍの熱放射の存在下でも、ポリマー材料Ｍから受け取った第２の赤外線１１２で規定された波長の線(単数又は複数)を検出することが可能になる。この熱放射は、測定されたサンプル（ポリマー材料Ｍ）の温度によるものであり、そして、このポリマー材料Ｍによって反射される第２の赤外線１１２のエネルギーよりも最大約１０００倍大きいエネルギーで、所定の波長の１つ又は複数のスペクトル線の周りの狭いスペクトル帯域で連続的に放射される。したがって、このことは、この第２の放射線１１２の検出及び測定された反射率を妨げる。

【0092】

一実施形態によれば、装置１は、例えば時間パルス又は時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２のバーストに従って、少なくとも１つの赤外線源１０１による第１の赤外線１１１の送信をトリガするための少なくとも１つの手動制御部材１０３を含む。一実施形態によると、手動制御部材１０３は、線源１０１による第１の赤外線１１１の送信をトリガしない第１の非作動位置に戻るように、プレストレス部材（例えば、バネなど）によってプレストレスを与えられてもよい。その第２の手動作動位置から、光源１０１による第１の赤外線１１１の送信をトリガするので、制御部材はこれらの第１及び第２の位置の一方と他方との間で移動可能である。したがって、ユーザは、線源１０１による第１の赤外線１１１の送信をトリガするために、制御部材１０３を第２の手動作動位置に押したままにしなければならない。手動制御部材１０３は、ボタン型でもトリガ型でもよい。

【0093】

一実施形態によれば、図４、図５及び図６に示すように、赤外線検出器１０２(単数又は複数)は線源１０１（単数又は複数）と同期して制御される。装置１又はユニット２は、時間パルス（ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２）（単数又は複数）と同期して少なくとも１つの赤外線検出器１０２をオンにするための制御手段を備えることができる。

【0094】

一実施形態によれば、制御モジュール１２は、光源１０１と赤外線検出器１０２の両方に接続されている。それにより、例えば図５において測定値を表す点によって表されるように、単数又は複数の赤外線検出器１０２は時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２（時間幅τｉの第１状態ＯＮ）の間にオンにされ、且つ、時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間にオフにされる（第１のＯＮ状態とは異なる第２のＯＦＦ状態）。

【0095】

一実施形態によれば、制御モジュール１２は、単数又は複数線源１０１と単数又は複数赤外線検出器１０２の両方に接続されている。それにより、例えば図５に測定値を表す点によって示されているように、赤外線パルス検出器１０２は、時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間にオンにされ（時間幅τ１の第１の状態ではＯＮ）、且つ、図５に一例として示されるように、時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間でもスイッチオンされる（第１のＯＮ状態とは異なる第２のＯＦＦ状態）。一実施形態によれば、赤外線検出器１０２は、各時間パルスｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の間に第２の受信赤外線１１２（図５の点で表される）のいくつかの測定を行う。

【0096】

図５に示すように、一実施形態によれば、装置１は、パルスｉの第１のオン状態のそれぞれの時間幅τｉに含まれるか又は等しい第１の所定の時間幅γｉ１の間に第２の赤外線１１２のいくつかの第１の測定３００を行うための制御手段２１を備える（だからγｉ１≦τｉが成り立つ）。所定の時間幅γｉ１中に行われた第１の測定値３００を表す第１の値の推定値

【数1】

を計算する。

【0097】

一実施形態によれば、第２の規定時間幅γｉ２の間に第２の測定値３０１の第２の代表値

【数3】

の推定値を計算するため、装置１は、パルスｉと次のパルスｉ＋１との間の第２のオフ状態のそれぞれの時間幅Ｔｉ―τｉに含まれるか等しい第２の所定の時間幅γｉ２の間に、パルスｉと前のパルスｉ－１との間の第２のオフ状態のそれぞれの時間幅Ｔｉ－１－τｉ－１の間に、第２の赤外線１１２の複数の第２の測定３０１を行うための、又は制御手段２１を含む（つまり、γｉ２≦Ｔｉ－τｉ又はγｉ２≦Ｔｉ－１－τｉ－１となる）。

【0098】

一実施形態によれば、パラメータは第１の測定値３００を代表する

【数5】

と第２の測定値３０１を代表する

【数6】

の間で計算された差から計算される。これにより、ＯＦＦ状態に対するＯＮ状態の測定値３００のゼロオフセットを補償することが可能になる。

【0099】

一実施形態によれば、第１の測定値３００を代表する

【数9】

は、この第１の測定値３００を代表する

【数10】

から所定の偏差未満の第１の測定値３００の選択から計算される。一実施形態によれば、第２の測定値３０１を代表する

【数11】

は、この第２の測定値３０１を代表する

【数12】

に関して規定された差よりも小さい第２の測定値３０１の選択から計算される。したがって、測定値３００と測定値３０１との間で、外れ値（les points aberrants）（又は図５において十字で表される「外れ値(outliers)」）が排除される。一実施形態によれば、パルスｉの間に取得された図５の複数の測定値は、統計的処理がこれらの測定値に適用されるので、電子ノイズを低減するのに役立つ。一実施形態によれば、第１の測定値３００を代表する

【数13】

は、例えば、第１の測定値３００の中央値、第１の測定値３００の平均のロバスト推定値、又は別の中心推定値（非ガウス値）とすることができる。一実施形態によれば、第１の測定値３００を代表する

【数14】

は、例えば、第２の測定値３０１の中央値、第２の測定値３０１の平均のロバスト推定値、又は他の中心推定値（非ガウス値）であり得る。一実施形態によれば、次いで、第１の測定値３００を代表する

【数16】

と第２の測定値３０１を代表する

【数17】

との間で計算された差は、ポリマーサンプルＭの熱雑音を克服するために（フィルタ１１による）周波数処理を受ける。

【0100】

以下、図２及び図６を参照して、決定するためのユニット２の実施形態について説明する。

【0101】

一実施形態によれば、装置１は、赤外線検出器１０２から受け取った第２の赤外線１１２を、１つ又は複数の赤外線源１０１及び／又は単数又は複数のスペクトル線周辺の帯域によって送信された所定の波長のスペクトル又はスペクトル線に対するポリマー材料Ｍの応答を抽出するための抽出手段を備える。これらの抽出手段は、例えば、以下に記載される要素のうちの１つ以上を含む。

【0102】

一実施形態によれば、装置１は、第２の赤外線１１２から赤外線検出器１０２によって提供された信号中の直流成分（une composante continue）を抑制又は減衰するための少なくとも１つの回路及び／又はフィルタ１１を含む。絶対零度以上の温度を持つすべての物体は、温度に応じて、波長とその絶対温度の関数として黒体の単色放射率を定義するプランクの法則に従う放射線を放出する。周囲温度では、放射範囲は長波長赤外線の範囲（l'etendue des longues ondes rouges）を下回り、人間の目には見えない。物体の放射率は放射された赤外線エネルギーの量を示す。装置１によって測定された物体は、この熱放射を１～２０μｍの範囲の波長範囲で放射する傾向がある。結果として、赤外線検出器１０２によって受信される第２の赤外線１１２は、ＤＣ成分とＡＣ成分（une composante alternative）とからなる（単数又は複数の所定のスペクトル線を有する第１の赤外線１１１に応答する第２の赤外線１１２）。

【0103】

一実施形態によれば、回路及び／又はフィルタ１１は、装置１の少なくとも１つの回路及び／又は少なくとも１つのハイパスフィルタ、及び／又は装置１の少なくとも１つのバンドパスフィルタである。これにより、有用信号のスペクトルのみを通過させ、スペクトルのＤＣ成分(la composante continue)に対応する熱放射を除去することが可能になる。存在する第２の赤外線１１２のフーリエ級数分解は、信号の平均値を表すＤＣ成分(une composante continue)と、振幅がｓｉｎ（ｘ）／ｘの周波数と共に変化する一連の高調波とからなるスペクトルを与える。例えば、ハイパスフィルタは一次であり得る。１／（２Ｔ）のカットオフ周波数を有する一次ハイパスフィルタ（Ｔは時間パルスの繰り返し周期である）は、ＤＣ成分をかなり減衰させることを可能にする。一方、復元された信号のＤＣ成分はフィルタの減衰量に依存する。矩形波信号の振幅はハイパルスとローパルスの差によって決定できるので、この問題は我々の場合には重要ではない。図示されていない増幅器をフィルタ１１の下流に設けることができる。放射線１１１によって発生した矩形信号を線源からフィルタリングした信号に復元するため、増幅器１１及びハイパスフィルタ１１を設けてもよい。

【0104】

提案されている取得アーキテクチャを検証するためにテストベンチが設定されている。非限定的な例として構成された単一チャネルプロトタイプでは、発光ダイオードから形成された光源１０２は、繰り返し周波数ｆ_Ｒ ４ｋＨｚ及びデューティサイクル２０％の矩形パルス制御信号によって制御された。ベンチは、赤外線検出器、エレクトロルミネセントダイオード、トランスインピーダンスアンプで構成されている。目的は、光検出器（赤外線検出器）において、温度によって発生した信号よりも十分に小さい矩形信号を発生することであった。我々は長方形の信号を発するＬＥＤを使用した。検出器からの光電流はトランスインピーダンスアンプに送られる。ＤＣ成分の測定は、熱放射によって生成された信号に対応する４０Ａ程度の光電流を与える。その後、信号をフィルタリングし（ハイパス）、LEDによって生成されたAC成分を再構築するために増幅された。１２ｄＢの減衰、０．３Ｈｚのカットオフ周波数、及び１ｐＡ／Ｖのゲインにより、連続的なバックグラウンドよりも１０００倍以上小さい信号（繰り返し周波数ｆ_Ｒ ４ｋＨｚ、周期比２０％の矩形パルス）を復元することが可能になる。この測定は、シングルチャンネルプロトタイプに使用されるアーキテクチャを検証する。

【0105】

したがって、一実施形態によれば、本発明による装置は、熱放射によって引き起こされるノイズ処理を考慮に入れる。一実施形態によれば、この解決策は、所定の振幅及び波長及び所定の繰り返し周波数ｆ Ｒの矩形信号に従ってパルス化されたショットを送信することからなり、その反射は検出器１０２によって測定され、フーリエ展開によって時間的に処理され、それは熱放射のノイズを除去する効果を有する。

【0106】

一実施形態によれば、装置１は、赤外線検出器１０２を冷却するための、例えばペルチェ型の冷却モジュール１３及び／又は１つ又は複数の光源１０１を冷却するための、例えばペルティエ型の冷却モジュール１３‘を含む。これにより、線源１０１及び検出器１０２を安定した温度に冷却することができる。特にペルチェ冷却モジュールは小型であり、装置１の小型化を図ることができる。

【0107】

ペルチェ型冷却モジュール１３、１３‘は、熱電素子のスタックで構成されいる。熱電素子は、２つの半導体部品で構成されている。ペルチェ型冷却モジュール１３、１３’の端子に直流が印加されると、吸熱が起こる。吸収された熱は次に部品の高温部分に伝達され、これはモジュール１３、１３‘の一方の側から他方の側へ熱を伝達する効果を有する。

【0108】

一実施形態によれば、装置１は、モジュールに接続されたサーモスタットと、自動温度安定化又は温度制御（比例、積分器及び差動型の調整器に基づく）のための電子ユニット９とを含む。これは、少なくとも１つの赤外線検出器（１０２）及び／又は少なくとも１つの赤外線源（１０１）をサーモスタットによって規定された温度に維持するために、例えばペルチェ型の冷却モジュール１３、１３‘に接続される。例えば、温度コントローラ９は、典型的には－３０℃の所与の設定値付近でＬＥＤ光源１０１及び検出器１０２の温度を調整する。

【0109】

ユニット９はアナログでもデジタルでもよく、例えばマイクロコントローラ、プログラマブルロジックフィールド（ＦＰＧＡフィールドプログラマブルゲートアレイ）、又は専用集積回路（特定用途向け集積回路－ＡＳＩＣ）などのシステムオンチップに埋め込むことができる（システムオンチップＳＯＣ）。

【0110】

一実施形態によれば、装置１は、回路の下流に増幅器１０及び／又はフィルタ処理された信号を増幅するためのフィルタ１１を備える。この増幅器１０はトランスインピーダンス増幅器であり得る。

【0111】

一実施形態によれば、装置１は、増幅器１０の下流にアナログ－デジタル変換器５を含む。アナログ－デジタル変換器５を制御及び制御するための電子システムが提供される。アナログ－デジタル変換器５は、所定の各波長におけるポリマー材料Ｍの反射率に対応するデジタル信号を生成することを可能にする。

【0112】

一実施形態によれば、装置１は、赤外線検出器の検出信号に規定されている１つ又は複数の波長線の重要性から少なくともパラメータを決定するための、第２の赤外線１１２から得られた、又は第２の赤外線放射１１２で規定された波長線の周りの帯域における赤外線検出器の応答の重要性から得られたデータを処理及び格納するための手段１０７を含む。上記の例では、データ処理及び記憶手段１０７は、それぞれ１つ又は複数のそれぞれの線及び波長に従って、この振幅にそれぞれ対応する、１つ又は複数のデジタル信号からパラメータを決定する。一実施形態によれば、データ処理及び記憶手段１０７は、回路及び／又はフィルタ１１の代わりに又はそれらに加えて、フーリエ変換処理モジュールを含むことができる。さらに、これらのデータ処理及び記憶手段１０７は、上述のように測定を実行し、上述のように測定を選択するための制御手段２１を備えることができる。

【0113】

一実施形態によれば、装置１はコンピュータプログラムをダウンロードするための手段１０９を含み、コンピュータプログラムは前述の決定のためのオンボードアルゴリズムを実行するソフトウェアプログラムを含むことができる。手段１０７、１０９は、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどのこの目的のための電子充電システムを含むことができる。

【0114】

一実施形態によれば、装置１は、第１の赤外線１１１を受光し、第２の赤外線１１２を反射するために、赤外線源１０１及び赤外線検出器１０２をポリマー材料Ｍの領域Ｓの前方及び／又は近傍に配置するためのガード１１０を含む。一実施形態によれば、ガード１１０がポリマー材料Ｍの表面２００に対して位置決めされたときに、ガード１１０は、外側ブロック１０１１がポリマー材料Ｍの表面２００からある距離にあるように配置される。例えば、外側ブロック１０１１は外側遠位面１０１３を有し、これは両方ともポリマー材料Ｍの表面２００に向けられており、ガード１１０の外側遠位面１１３に対して凹んでおり、これもまたポリマー材料Ｍの表面２００に面している。例えば、試験されるポリマー材料Ｍの表面２００への第１の赤外線１１１の入射角は、１０度以上又は２０度以上６０度又は７０度以下であり得、この表面２００に対するガード１１０及び／又は外側ブロック１０１１の位置決めによって提供され得る。例えば、試験されるべきポリマー材料Ｍの表面２００上への第１の赤外線１１１の入射角は、１０度以上又は２０度以上６０度又は７０度以下であり得、この表面２００に対するガード１１０及び／又は外側ブロック１０１１の位置決めによって提供され得る。例えば、試験されるポリマー材料Ｍの表面２００上の第２の赤外線１１２の反射角は、１０度以上又は２０度以上６０度又は７０度以下であってもよく、この表面２００に対するガード１１０及び／又は外側ブロック１０１１の位置決めによって提供されてもよい。赤外線源１０１と試験されるポリマー材料Ｍの表面２００との間の距離は、１ｍｍ以上１０ｃｍ以下であってもよく、この表面２００に対するガード１１０の位置決めによって提供されてもよい。例えば、赤外線検出器１０２と試験されるポリマー材料Ｍの表面２００との間の距離は、１ｍｍ以上１０ｃｍ以下であってもよく、この表面２００に対するガード１１０の位置決めによって提供されてもよい。

【0115】

一実施形態によれば、装置１は、照準モジュール１５に接続されたハンドル１４を有するピストル１００の形態であり、ハンドル１５から離れた前端１６に線源１０１及び検出器１０２（及び／又は線源１０１及び検出器１０２の前及び横にある適用面１０１０及びガード１１０）を含む。制御部材１０３は、例えば、ハンドル１４を照準モジュール１５に接続するピストル１００の領域１７の近くに配置されている。このハンドルによって、装置１を管内に又は管の内面に対して導入することも可能になる。もちろん、装置１は、ペンの形状などの他の任意の形状を有することができる。

【0116】

一実施形態によれば、装置１は、視覚的及び／又は音声的であり得る情報を示すための手段１０４を含み、且つ、例えば老化トレーサの存在又は老化トレーサの不在を示す情報などのパラメータを示す情報、及び／又は老化トレーサの含有量を示す情報及び／又はポリマー材料Ｍの識別を示す情報であり得る。表示手段１０４は、例えばディスプレイ１０４とすることができ、又はそれを含むことができる。装置１の他の動作特性は、表示手段１０４によって示されてもよい。

【0117】

一実施形態によれば、装置１は、制御部材１０３以外のものであってもよい制御インターフェース１０５を含んでもよく、例えば、光源１０１と検出器１０２から、例えばゾーン１７から離れた後面１８上の、例えば制御キーボード１０５とすることができる。

【0118】

一実施形態によれば、装置１は、少なくとも電源１０１、検出器１０２及びユニット２を含む前述の要素に電力を供給するための自律電力供給手段１０６を含む。これらの自律電力供給手段１０６は、例えば、充電式であるか否か、取り外し可能であるか否かを問わず、電池又は蓄電池である。一実施形態によれば、装置１は携帯可能である。

【0119】

一実施形態によれば、装置１は、パラメータを示す情報を外部に送信するための通信手段１０８を含み、老化トレーサーの存在を示す情報又は老化トレーサーの不在を示す情報、及び／又は老化トレーサーの含有量を示す情報及び／又はポリマー材料Ｍの識別を示す情報であり得る。通信手段１０８は、例えば移動端末（携帯電話又は他のもの）、サーバ又は他のものなどの遠隔ユニット又は遠隔プラットフォームへのアップリンク及び／又はダウンリンクであり得る。

【0120】

一実施形態によれば、装置１のユニット２は、上述の様々な要素を制御するための１つ又は複数のマイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ１９を含む。

【0121】

例えば、マイクロコントローラ１９は以下のタイミングに進む。
Ａ－トリガ１０３を押すことによる測定命令、
Ｂ－線源１０１及び検出器１０２の温度設定点制御、
Ｃ－線源１０１にＯＮ／ＯＦＦパルスを送信するコマンド、
Ｄ－変換器５からの測定値の受信制御及び記憶、
Ｅ－周囲温度によるノイズを抑制するための周波数フーリエ処理制御→Ｃに戻るための線源１０１（ステップＣ、Ｄ、Ｅなどを実行するため）、
Ｆ－全ての線源１０１からの信号が受信されると、測定値（４つの線源について４つの測定値の例）が処理モジュール１０７に送られて測定値が関連データに変換され、老化又はポリマー材料が特徴付けられる。

【0122】

例えば、一連の測定を実行するために、ガード１１０を適用して試験される材料Ｍの表面２００に対してピストル１００を位置決めしかつ楔止めすることによって、装置１又はピストル１００をポリマー材料Ｍの壁に配置する。次に、固定されたプロトコルに従って制御部材１０３又はトリガ１０３を押す。したがって、いくつかのショットを練習し、手段１０７によってデータを処理して記憶することが可能であり、前記測定値は、測定値を確認するかしないかを示す視覚的又は可聴的インジケータと共に制御スクリーン１０４に表示されている。

【0123】

装置１を備えたオペレータは、異なる位置で材料のパラメータの測定を容易にそして短時間で実行することができる。例えば、彼は原子力発電所の原子炉建屋内で制御活動(campagne)を実施するかもしれない。様々なポリマー材料Ｍを同じ装置１で制御することができる。測定結果及び／又は老化又は識別の診断は、その場で（in-situ）リアルタイムで装置１に表示することができる。測定装置は、ポリマー材料の反射率又は吸光度特性のスペクトル測定を不要にし、且つ、分光計、特にＦＴＩＲ又はフィルタータイプの分光計の使用を省く。測定装置は、ある波長から別の波長に切り換えるために光学フィルタ及び機械的システムを必要としない。これにより、軽量で導入が容易な、例えばパイプ内部の測定を行うための携帯型装置が可能になる。測定装置は部品の機械的移動を不要にし、隔離室を必要としない。

【図1-a】

【図1-b】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】