La présente invention est relative aux procédés et installations de mesure de la température d'un corps.

Plus particulièrement, l'invention se rapporte principalement à un procédé de mesure de la température d'un corps de façon non intrusive et sans contact.

Afin de mesurer sans contact la température d'un corps, il est connu des demandes de brevet FR-2 650 390 et FR-2 679 455 d'utiliser une installation et un procédé de détection radiométrique. En captant un signal émis par le corps dans la gamme des radio-fréquences et des microondes, de l'ordre de 0,3 à 30 GHz environ, on obtient une information relative non seulement à la température superficielle du corps, mais également relative à sa température interne, sous la forme d'une température volumique moyenne du corps (température radiométrique) .

Pour obtenir une valeur fiable de la mesure de la température, le document FR-2 679 455 propose de mettre en oeuvre une procédure d'étalonnage avant la période d'observation du corps. Cette étape permet de déterminer les pertes liées à l'électronique à l'intérieur du radiomètre. Néanmoins, un problème peut se poser si le corps est soumis à un traitement pendant lequel le capteur doit être, pour diverses raisons (notamment d'environnement hostile à l'électronique du radiomètre), éloigné du radiomètre. Le capteur est alors relié au radiomètre par un organe de liaison, tel qu'un câble coaxial, ayant ses propres caractéristiques de température et de pertes de signal.

Et effectivement, l'insertion d'un organe de liaison constitue une source de bruit additionnelle qui

induit une erreur sur la mesure de la température radiométrique (température du corps que l'on cherche à déterminer) . Cette erreur peut cependant être corrigée à partir de la prise en compte des caractéristiques de cet organe de liaison (pertes et température de bruit) qui ne sont pas prises en compte pendant la procédure d'étalonnage proposée dans le document FR-2 679 455.

Deux éléments doivent donc être déterminés : les pertes ou atténuation de l'organe de liaison (a _L ) et sa température de bruit (T _L i _a i _son ) .

Les pertes moyennes dans la bande de fréquences utilisée par le radiomètre peuvent être déterminées à partir du coefficient de transmission de l'organe de liaison mesuré à l'aide d'un analyseur de réseaux (matériel très coûteux et impossible à placer en site industriel) , à condition de se placer dans des conditions identiques à celles qui seront rencontrées sur le site industriel. Quant à la température de l'organe de liaison, elle peut être mesurée par thermocouple si celui-ci est placé dans un environnement thermique homogène et uniforme. Cependant, cela est rarement le cas en pratique car l'environnement de mesure va induire un gradient de température à l'intérieur et le long de l'organe de liaison. Il est à noter que ces caractéristiques peuvent être grandement dépendantes des conditions extérieures au système, telles que les variations de la température ambiante, ou autre, de sorte que si ces conditions varient au cours du temps, la mesure de la température radiométrique n'est plus pertinente. La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients. Comme on le verra ci-dessous plus en détails, elle propose une méthode permettant de corriger facilement la mesure radiométrique afin d'obtenir la température volumique du corps ciblé ainsi qu'une technique pratique très simple permettant de déterminer

rapidement sur site les deux paramètres de l'organe de liaison sans utiliser de matériel de mesure supplémentaire au radiomètre. Cette technique permet en outre de prendre en compte l'évolution temporelle des caractéristiques de l'organe de liaison lorsque celui-ci traverse un environnement thermique agressif.

A cet effet, l'invention propose un procédé de mesure de la température volumique moyenne d'un corps soumis à un traitement dans lequel, pendant ledit traitement, on met en oeuvre les étapes suivantes :

(a) on capte, par un capteur, un signal radiométrique émis par le corps,

(b) on transmet, par un organe de liaison, ledit signal capté par ledit capteur à un radiomètre, (c) on détecte, par ledit radiomètre, un signal transmis, ledit signal transmis dépendant au moins dudit signal capté et d'au moins une caractéristique de l'organe de liaison,

(d) on évalue ladite température volumique moyenne à partir dudit signal transmis et d'une valeur estimée de ladite au moins une caractéristique de l'organe, ladite valeur estimée de ladite au moins une caractéristique de l'organe de liaison étant préalablement évaluée au cours d'une étape (e) effectuée au cours du traitement.

Grâce à ces dispositions, on obtient une estimation de la ou des caractéristiques en question au cours du traitement. Il n'est pas nécessaire d'interrompre le traitement pour obtenir une valeur estimée récente de ces caractéristiques. Lors des mesures ultérieures de température, on utilise une estimation récente de la ou des caractéristiques en question, ce qui permet une meilleure pertinence des mesures .

Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre

à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : au cours du traitement, l'étape (e) est effectuée de manière répétée avec une périodicité déterminée, et, au cours de l'étape (d) , on évalue ladite température à partir dudit signal transmis et d'une valeur estimée de ladite au moins une caractéristique évaluée au cours de l'étape (e) la plus récente.

- l'étape (e) est effectuée en temps réel. au cours de l'étape (e) , on remplace ledit capteur par un organe de calibrage permettant d'évaluer la ou les caractéristiques de l'organe de liaison .

- ledit organe de liaison comprend une extrémité dite « de capteur » reliée au capteur par l'intermédiaire d'un câble de capteur, et une extrémité dite « de radiomètre », reliée au radiomètre et, au cours de l'étape (e) , on remplace ledit câble de capteur par un organe de calibrage constitué d'un câble de longueur électrique équivalente à celle dudit câble de capteur, court-circuité à son extrémité, et on évalue ladite caractéristique de l'organe de liaison. le radiomètre comprend une première voie d'entrée et une deuxième voie d'entrée parallèle à la première voie d'entrée, et : i) ledit organe de liaison comprend une extrémité dite « de capteur » reliée au capteur par l'intermédiaire d'un câble de capteur, et une extrémité dite « de radiomètre », reliée à la première voie d'entrée du radiomètre, ii) au cours de l'étape (e) , on évalue la valeur de ladite au moins une caractéristique en détectant, par ledit radiomètre, un deuxième signal transmis à la deuxième voie d'entrée du radiomètre par un deuxième organe de liaison utilisé comme organe de calibrage, similaire au premier organe de liaison, présentant une extrémité de radiomètre reliée à la deuxième voie d'entrée

du radiomètre, et une deuxième extrémité, reliée à un câble de longueur électrique équivalente à celle dudit câble de capteur, et court-circuité en son extrémité. on fait varier la fréquence de travail du radiomètre, de façon à faire varier la profondeur de produit au sein de laquelle s'effectue la mesure de température radiométrique, pour permettre l'obtention d'au moins deux courbes expérimentales de variation au cours dudit traitement de la température volumique moyenne au sein du produit, correspondant à au moins deux volumes d'investigation différents au sein du produit.

- les dites au moins deux courbes expérimentales permettent d'accéder à l'évaluation de la progression du front de température à l'intérieur du produit. - ledit traitement thermique est un traitement de surgélation du produit et les dites au moins deux courbes expérimentales permettent d'accéder à l'évaluation de la progression du front de surgélation à l'intérieur du produit. - on fait varier la fréquence de travail du radiomètre en utilisant un seul radiomètre comportant au moins deux ensembles de traitement électronique du signal fonctionnant dans des bandes de fréquences différentes, et relié à un ou plusieurs capteurs. - on fait varier la fréquence de travail du radiomètre en utilisant plusieurs radiomètres distincts, fonctionnant chacun dans une bande de fréquences particulière et distincte, relié à un ou plusieurs capteurs . - ledit traitement est un traitement thermique.

- ledit corps est un produit agroalimentaire et ledit traitement est un traitement de surgélation.

- ledit corps est un produit agroalimentaire et ledit traitement est un traitement de cuisson. - au cours dudit traitement, ledit corps est

déplacé le long d'une ligne de production passant à proximité dudit capteur. ledit corps est constitué d'au moins un échantillon discret, ledit procédé comprenant en outre une étape (f) au cours de laquelle on détecte la présence ou non d'un échantillon à proximité dudit capteur, et on synchronise au moins les étapes (a) à (d) en fonction du résultat de l'étape (f) .

- on synchronise en outre l'étape (e) en fonction du résultat de l'étape (f) .

Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à une installation de mesure de la température moyenne volumique d'un corps soumis à un traitement dans un dispositif de traitement, comprenant : - un capteur adapté pour capter un signal radiométrique émis par le corps, un organe de liaison adapté pour transmettre le signal capté par ledit capteur à un radiomètre, ledit radiomètre étant adapté pour détecter un signal transmis, signal transmis qui dépend au moins dudit signal capté et d'au moins une caractéristique de l'organe de liaison, une unité d'évaluation adaptée pour évaluer ladite température volumique moyenne à partir dudit signal transmis et d'une valeur estimée de ladite au moins une caractéristique de l'organe de liaison, ladite installation étant en outre adaptée pour évaluer ladite valeur estimée de ladite au moins une caractéristique de l'organe de liaison au cours du traitement. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut en outre avoir éventuellement recours à l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes :

- l'installation comprend un organe de calibrage permettant d'évaluer ladite valeur estimée. - ledit organe de liaison comprend une extrémité

dite « de capteur » reliée au capteur par l'intermédiaire d'un câble de capteur, et une extrémité dite « de radiomètre », reliée au radiomètre et, ledit organe de calibrage est alors constitué d'un câble de longueur électrique équivalente à celle dudit câble de capteur, court-circuité à son extrémité, l'installation comprenant en outre des moyens de commutation adaptés pour relier alternativement ledit organe de liaison audit capteur par le câble de capteur ou audit organe de calibrage. - ledit radiomètre comprend : i) une première voie d'entrée à laquelle est reliée une première extrémité dudit organe de liaison, une deuxième extrémité dudit organe de liaison étant reliée audit capteur par l'intermédiaire d' un câble de capteur, et j) une deuxième voie d'entrée à laquelle est relié un organe de calibrage réalisé sous la forme d'un organe de liaison similaire à l'organe de liaison relié à la première voie du radiomètre, et comprenant une extrémité de radiomètre reliée à la deuxième voie d'entrée du radiomètre, et une deuxième extrémité reliée à un câble de longueur électrique équivalente au câble de capteur, et court-circuité à son extrémité. l'installation comprend un boîtier de capteur comportant ledit capteur, une fiche de connexion, et un câble de capteur reliant ledit capteur à la fiche de connexion qui est reliée à un commutateur permettant la connexion du câble de capteur ou d'un organe de calibrage à une voie d'entrée du radiomètre par l'intermédiaire de l'organe de liaison, ledit organe de calibrage étant réalisé sous la forme d'un câble de longueur électrique équivalente à celle du câble de capteur, court-circuité à son extrémité et placé à l'intérieur du boîtier de capteur. - le dispositif de traitement est un dispositif de

traitement thermique dans lequel sont situés ledit corps et ledit capteur, et le cas échéant une partie dudit organe de liaison.

- ledit dispositif de traitement thermique est un tunnel de surgélation.

- ledit dispositif de traitement thermique est un four.

- ledit dispositif de traitement thermique est un dispositif de cuisson. - le dispositif de traitement comprend en outre une ligne de production passant à proximité dudit capteur et adaptée pour transporter ledit corps .

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de certaines de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints .

Sur les dessins : la figure 1 est une vue schématique de principe d'une installation de mesure de température sans contact, la figure 2 est un schéma de principe d'un radiomètre à deux références internes de température, la figure 3 est une vue schématique de principe d'un premier mode de réalisation de l'invention, et - la figure 4 est une vue schématique de principe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention.

La figure 5 illustre un autre mode de réalisation de l'invention (multifréquences) .

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

Sur la figure 1 est représenté un dispositif de traitement thermique 1, tel que par exemple un tunnel cryogénique de surgélation de produits alimentaires, ou un four industriel, ou autre, pouvant soumettre un corps 2 à un traitement thermique, tel que par exemple, et

respectivement, une surgélation ou une cuisson. Le dispositif de traitement thermique comprend une enceinte 3 comprenant des éléments de traitement thermique 4, tels que par exemple des éléments de refroidissement ou de chauffage respectivement adaptés pour placer l'intérieur de l'enceinte à des températures allant typiquement de la température d'ambiance extérieure à l'enceinte jusqu'aux environs de -25O ⁰ C, et respectivement jusqu'aux environs de 1500 ⁰ C. Le corps 2 ou une pluralité de corps discrets 2, sont placés dans l'enceinte de manière à être soumis à un tel traitement thermique, de manière à être par exemple, et respectivement, surgelés ou cuits. Le ou les corps 2 peuvent être placés dans l'enceinte 3, ou être transportés sur une ligne de production 5 comprenant par exemple un tapis convoyeur 6 mis en mouvement par l'intermédiaire de deux ou plusieurs dispositifs d'entraînement 7. Dans ce cas, le ou les corps 2 entrent sur un côté d'entrée 8 du dispositif de traitement thermique 1, sont soumis au traitement thermique et ressortent d'un côté de sortie 9 du dispositif de traitement thermique 1.

Le corps 2 n'est pas nécessairement un produit discret, mais peut par exemple être un produit continu, par exemple sous forme granuleuse, fluide ou autre. Le corps 2 étant soumis à un traitement thermique, il est intéressant de contrôler la température du corps 2, par exemple avant sa sortie du dispositif de traitement thermique 1, par exemple afin de réguler la puissance des éléments de traitement thermique 4, le temps de traitement, ou autre. En outre, si le produit 2 est un produit alimentaire, des normes peuvent exiger que ce contrôle de température soit fait sans contact entre le produit alimentaire 2 et un élément extérieur. Dans ce cas, on ne peut pas utiliser une sonde mesurant la température du corps 2 par contact ou intrusion dans le

corps. On peut en revanche utiliser pour ce faire, un radiomètre 10 comportant un capteur 11 apte à capter les ondes radio-fréquences ou micro-ondes (dans un domaine de fréquences typiquement comprises entre 0,3 et 30 GHz environ) émises par le corps 2. Ce domaine de fréquences est particulièrement intéressant car il permet d'obtenir une information sur la température moyenne volumique du corps 2, globalement moyennée sur tout le volume du corps 2, pour un corps discret, ou sur un volume situé au voisinage du capteur 11 pour un produit continu, et ci- après désignée comme « la température » de valeur T.

Un radiomètre 10 utilisable dans ce cadre est par exemple décrit dans la demande de brevet FR-2 679 455, dont les principes seront repris ci-après. Ce type de radiomètre 10 est tout à fait satisfaisant dans le cas où l'on peut connecter le capteur 11 directement à l'entrée 27 du radiomètre, néanmoins il s'avère que, par exemple pour des raisons d'ambiance hostile ou d'encombrement , on doit éloigner les équipements comprenant des dispositifs électroniques de l'intérieur de l'enceinte 3. En effet, par exemple dans les cas de traitement thermique dans des conditions extrêmes (surgélation, cuisson, ...) les appareils électroniques supportent relativement mal ce genre de conditions extrêmes. Par conséquent, seul le capteur 11, tel qu'une antenne adaptée, reste situé à l'intérieur de l'enceinte 3, et est alors relié au radiomètre 10 par un organe de liaison 12 de longueur comprise entre un et plusieurs mètres, par exemple 20 mètres ou plus. Un tel organe de liaison 12 relie le radiomètre 10 à la fiche de connexion 25 du boîtier 24 comprenant le capteur et ce que l'on peut appeler un « câble de capteur » 31 interne au boîtier 24 reliant la fiche de connexion 25 au capteur 11 proprement dit. Ainsi, le capteur 11 capte un signal radiométrique émis par le corps, et transmet celui-ci vers le radiomètre 10, celui-

ci mesurant en entrée un signal transmis, correspondant au signal émis (capté par le capteur) atténué lors de la transmission le long de l'organe de liaison 12 et augmenté du signal de bruit thermique propre à l'organe de liaison. L'utilisation d'un tel organe de liaison 12 n'est pas sans poser problème sur site industriel pour la mesure de température. En effet, les pertes (a _L ) et la température de bruit T _Liaison de l'organe de liaison peuvent entraîner une modification très importante du niveau de signal recueilli par le radiomètre 10, ces caractéristiques étant variables et dépendant notamment de la température de l'environnement ou autre.

Par conséquent, bien que l'invention soit présentée en faisant référence à un dispositif de traitement thermique 1, il va de soi que l'invention peut tout à fait trouver son application dans tout exemple de réalisation dans lequel il est intéressant de prendre en compte les caractéristiques de l'organe de liaison 12 pour obtenir une mesure de température suffisamment satisfaisante.

Le principe général du fonctionnement de l'installation est maintenant décrit en référence à la figure 2. Le radiomètre 10 comporte un premier commutateur micro-ondes 13 pouvant être relié à quatre voies (1/2/3/4) : une première voie d'entrée 27 reliée par l'organe de liaison 12 au capteur 11, un court circuit 15, une première unité d'étalonnage 16, sous la forme d'une charge d'impédance 50 Ohm thermostatée à une température Tl donnée connue, et une deuxième unité d'étalonnage 17, réalisée sous la forme d'une charge d'impédance 50 Ohm thermostatée à une température T2 donnée connue. - Dans une réalisation pratique, les câbles

internes reliant respectivement les bornes 1,2,3,4 respectivement aux éléments 15,27,16 et 17 présentent des caractéristiques identiques (pertes et température) .

Le premier commutateur 13 est relié en son autre borne à un circulateur 18, tel qu'un circulateur microondes comprenant trois bornes, la première 18a étant reliée, comme ceci vient d'être décrit, au premier commutateur 13, la deuxième borne 18b étant reliée à une sortie du circulateur 18 et la troisième 18c étant reliée à un deuxième commutateur micro-ondes 19 pouvant commuter alternativement entre : une première référence interne de température 20 réalisée sous la forme d'une charge d'impédance 50 Ohm thermostatée à une température TRi, et - une deuxième référence interne de température

21, par exemple réalisée sous la forme d'une charge d'impédance 50 Ohm thermostatée à une température de référence TR ₂ différente de TRi.

La borne de sortie 18b du circulateur est reliée à un ensemble de traitement électronique micro-ondes 22 adapté pour traiter le signal reçu par le court-circuit 15, la borne d'entrée 27, la charge d'étalonnage 16 ou la charge d'étalonnage 17, de manière à délivrer en sortie une tension Vs exploitable, et comprenant en particulier, de manière connue, un filtre 23 compris entre deux amplificateurs micro-ondes 24a, 24b, un détecteur 35 et un amplificateur continu 36. Une première étape consiste à étalonner le radiomètre. Pour ce faire, et comme décrit dans FR-2 679 455, on procède comme suit : le premier commutateur 13 étant relié au court circuit 15, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la première référence de température 20, on mesure une tension V _a i,

le premier commutateur 13 étant toujours connecté au court circuit 15 et le deuxième commutateur 19 étant relié à la deuxième référence de température 21, on mesure une tension Vj _3I , - le premier commutateur 13 étant relié à la première unité d'étalonnage 16, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la première référence de température 20, on mesure une tension V _a3 , le premier commutateur 13 étant relié à la première unité d'étalonnage 16 et le deuxième commutateur 19 étant relié à la deuxième référence de température 21, on mesure une tension V^,

- le premier commutateur 13 étant relié à la deuxième unité d'étalonnage 17, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la première référence de température 20, on mesure une tension V _a4 , et le premier commutateur 13 étant relié à la deuxième unité d'étalonnage 17, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la deuxième référence de température 21, on mesure la tension Vj ₃₄ .

Ces différentes étapes sont mises en oeuvre dans un ordre indifférent.

A partir de ces différentes mesures, une unité d'évaluation 32 du radiomètre permet de déterminer les températures de références apparentes Tri _e et Tr _2e qui permettent de prendre en compte les imperfections des composants qui constituent l'électronique du radiomètre 10.

Les valeurs de ces températures de références Trie et Tr2e, sont alors déduites des expressions :

_χrle _ Tl(VaI - Va4)(Vbl - Vb3 - Val + Va3) - T2(Val - Va3)(Vbl - Vb4 - Val + Va3) (VbI - Vb3)(Val - Va4) - (Val - Va3)(Vbl - Vb4)

-Tl(VbI - Vb4)(Vbl - Vb3 - Val + Va3) + T2(Vbl - Vb3)(Vbl - Vb4 - Val + Va3) - (VbI - Vb3)(Val - Va4) + (Val - Va3)(Vbl - Vb4)

L'étape d'étalonnage précédente peut être mise en oeuvre avant la mise en route du traitement thermique, ou au cours de celui-ci, de manière répétée.

Selon l'invention, la phase de mesure de la température du corps 2 soumis au traitement, peut se résumer en quatre phases successives de la manière suivante :

- le premier commutateur 13 étant relié au court- circuit 15, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la première référence de température 20, on mesure une première tension : V, =K'T , , - le premier commutateur 13 étant relié à la borne

27 à laquelle est relié le capteur 11 par l'intermédiaire de l'organe de liaison 12, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la première référence de température 20, on mesure une tension : V _a2 =^^pT _rle a _L ^(l-a _L )T _Liaison+ pa _L (l-a _L )T _{Liaison +} a _L (l-p)T le premier commutateur 13 étant relié au court circuit 15, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la deuxième référence de température 21, on mesure une tension : Vb ₁ ,l et - le premier commutateur 13 étant relié à la borne 27 à laquelle est relié le capteur 11 par l'intermédiaire de l'organe de liaison 12, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la deuxième référence de température 21, on mesure une tension : V _b2 =^^pT _r2e a _L ² ₊ (l-a _L )T _{Liaison +} pa _L (l-a _L )T _Liaison+ a _L (l-p)T

où K' désigne une constante de l'installation

qui dépend en particulier du gain de l'électronique 22 et de la bande-passante du dispositif, p désigne la valeur du coefficient de réflexion du capteur 11 , et - T désigne la température mesurée pour le corps

2.

Par conséquent, à partir des quatre équations précédentes, la température du corps 2 s'obtient par la formule:

Cette température correspond globalement à la moyenne, sur un volume dépendant principalement de la nature, la position et l'orientation du capteur 11, de la température du corps 2.

Les quatre phases décrites précédemment permettent également d'obtenir la valeur du coefficient de réflexion du capteur :

Pour prendre en compte l'organe de liaison 12, et les possibles variations importantes de ses caractéristiques (a _L et T _Liaison ) , il est proposé d'effectuer une étape de calibration en temps réel, c'est-à-dire de manière répétée par rapport à un temps caractéristique de variation de la température d'ambiance, tel que par exemple toutes les dix secondes, cette étape étant effectuée au cours du traitement.

Selon un premier mode de réalisation, schématisé sur la figure 3, ceci est réalisable en prenant

spécifiquement en compte les caractéristiques de l'organe de liaison 12, de la manière suivante. Le capteur 11 est inclus dans un boîtier de capteur 24, qui comporte aussi une fiche de connexion 25 reliée à un commutateur 26 permettant la connexion du câble de capteur 31 ou d'un organe de calibrage à la voie d'entrée 27 du radiomètre 10 par l'intermédiaire de l'organe de liaison 12. L'organe de calibrage est ici réalisé sous la forme d'un câble 29 de longueur électrique équivalente à celle du câble de capteur 31, court-circuité à son extrémité 30 et placé à l'intérieur du boîtier de capteur 24.

Dans ce premier mode de réalisation, après avoir effectué l'étape d'étalonnage du radiomètre 10, on connecte à l'aide du troisième commutateur 26, la voie d'entrée 27 du radiomètre à l'organe de calibrage, et on effectue l'étape de mesure décrite dans FR 2 679 455 qui est rappelée ci-après . le premier commutateur 13 étant relié au court- circuit 15, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la première référence de température 20, on mesure une première tension : V, =K'T ,

- le premier commutateur 13 étant relié à la borne 27 à laquelle est relié l'organe de calibrage par l'intermédiaire de l'organe de liaison 12, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la première référence de température 20, on mesure une tension : le premier commutateur 13 étant relié au court circuit 15, et le deuxième commutateur 19 étant relié à la deuxième référence de température 21, on mesure une tension : Vb ₁ ,l et le premier commutateur 13 étant relié à la borne 27 à laquelle est relié l'organe de calibrage par l'intermédiaire de l'organe de liaison 12, et le deuxième

commutateur 19 étant relié à la deuxième référence de température 21, on mesure une tension :

- p' désigne cette fois la valeur du coefficient de réflexion vu à l'entrée 27 du radiomètre (soit le coefficient de réflexion de la charge constituée de l'organe de liaison 12 fermée à son extrémité par l'organe de calibrage, et - T' désigne la température mesurée pour cette même charge, c'est à dire la température de l'organe de liaison 12.

Par conséquent, à partir des quatre équations précédentes, la température de l'organe de liaison 12 s'obtient par la formule:

Cette température correspond globalement à la moyenne de la température sur l'ensemble de l'organe de liaison 12.

Les quatre phases décrites précédemment permettent également d'obtenir la valeur du coefficient de réflexion vu à l'entrée 27 du radiomètre

à partir de laquelle est déduite la valeur des pertes a _L de l'organe de liaison 12 par l'expression : p'=a _L ² .

Ce faisant, on obtient une information sur les caractéristiques de l'organe de liaison.

Pendant le traitement, on commute aussi souvent que nécessaire le commutateur 26 afin d'utiliser, lors de

la mesure, une valeur récente des caractéristiques de l'organe de liaison.

Selon un deuxième mode de réalisation, représenté sur la figure 4, le radiomètre dispose d'une première voie d'entrée 27 (que l'on peut qualifier de « voie de mesure ») reliée à une extrémité dite « de radiomètre » de l'organe de liaison 12, dont l'autre extrémité est reliée au capteur 11. Le radiomètre dispose en outre d'une deuxième voie d'entrée 28 (que l'on peut qualifier de « voie de calibrage ») montée en parallèle avec la première voie d'entrée 27, et reliée à un organe de calibrage 29 réalisé sous la forme d'un organe de liaison similaire à l'organe de liaison 12, et comprenant une extrémité de radiomètre reliée à la deuxième voie d'entrée 28 de radiomètre 10, et une deuxième extrémité, reliée à un câble de longueur électrique équivalente au câble de capteur 31 , court-circuité à son extrémité et placé dans le boîtier de capteur 24. Grâce à ces dispositions, la commutation entre capteur 11 et court circuit 30 nécessaire au passage entre une étape de calibrage et une étape de mesure est effectuée à l'intérieur du radiomètre 10 en commutant entre la première voie d'entrée 27 et la deuxième voie d'entrée 28, ce qui permet de minimiser le nombre d'équipements électriques effectivement placés dans l'enceinte 3 du dispositif de traitement thermique, et donc de minimiser à la fois la perturbation d'éléments électroniques par les conditions extrêmes susceptibles d'être présentes dans l'enceinte 3, et la perturbation des conditions de température de l'enceinte 3 par la présence d'éléments électroniques dans cette enceinte.

Pour ce deuxième mode de réalisation, les étapes et équations permettant de déterminer les caractéristiques a _L et T _Liaison sont identiques à celles décrites pour le premier mode de réalisation où l'entrée 27 est remplacée par l'entrée 28 du radiomètre 10.

Selon une variante de réalisation du deuxième mode de réalisation, si le capteur 11 est une antenne plaquée, on peut simultanément intégrer dans la procédure de calibrage le bruit thermique du matériau diélectrique de cette antenne. Il suffit alors de remplacer le court circuit 30 par une deuxième antenne (non représentée) , dans le même boîtier ou un autre boîtier, et présentant les mêmes caractéristiques que celle reliée à la première voie d'entrée 27 du radiomètre 10, et court circuitée. A partir de la valeur de température mesurée, on peut contrôler le traitement thermique auquel sont soumis les corps 2. On peut par exemple modifier la puissance des éléments de traitement thermique 4 afin d'augmenter ou de diminuer la température à l'intérieur de l'enceinte 3, et donc celle des corps 2 en sortie du dispositif de traitement thermique, ou encore modifier la vitesse du tapis convoyeur 6, ou autre.

Bien qu'un seul radiomètre 10 ait été décrit dans ce qui précède, en relation à un capteur unique 11, on pourrait utiliser plusieurs installations de mesure de ce type, par exemple réparties tout au long du tapis convoyeur 6, ou multiplier le nombre de voies de type 27 et 28 reliées respectivement à un organe de liaison 12 et à un organe de calibrage 29, pour évaluer la température des corps 2 tout au long du traitement.

Une autre mise en oeuvre possible (tel que schématisé en figure 5 ci-après) consiste à fonctionner en mode « multifréquence » par le fait que l'on a ajouté dans le radiomètre 10 deux commutateurs synchronisés 37 et 38, reliés respectivement aux commutateurs 13 et 19, basculant sur au minimum deux voies, et permettant de traiter le signal reçu par le court-circuit 15, la borne d'entrée 27, la charge d'étalonnage 16 ou la charge d'étalonnage 17 par au minimum deux ensembles de traitement électronique micro-ondes 22 centrés sur des fréquences différentes. En

reliant l'entrée 27 à un capteur 11 adapté pour les fréquences considérées, on obtiendra au minimum deux températures radiométriques correspondant à des températures moyennes du corps 2 pour des volumes d'investigation différents. Plus la fréquence centrale de l'ensemble de traitement micro-ondes 22 sera basse, plus le volume d' investigation sera profond ; plus cette fréquence sera élevée et plus la température radiométrique pourra être assimilée à une température de surface. Ainsi, ces différentes températures radiométriques, couplées à des modèles thermiques, permettront de déduire un profil thermique à l'intérieur du produit. A titre d'exemple, dans le cas d'une surgélation, il sera alors ainsi possible d'estimer l'avancée du front de surgélation à l'intérieur d'un produit.

Selon un autre aspect, la mise en œuvre de la procédure de calibrage en temps réel pendant le processus de traitement permet de déterminer avec précision en temps réel le coefficient de réflexion du capteur 11. Ce coefficient de réflexion peut être utilisé pour vérifier la présence du corps 2 dans la zone de détection du capteur 11, par exemple afin de pallier à toute anomalie du dispositif de traitement thermique. Ainsi, on peut prévoir une unité de contrôle adaptée pour vérifier que le coefficient de réflexion mesuré est bien conforme à une valeur, ou une plage de valeurs prédéterminées, correspondant à la présence d'objets dans la zone de détection du capteur 11. En cas d'anomalie détectée, l'unité de commande pourrait contrôler l'arrêt du traitement thermique, et/ou un signal d'alarme sonore et/ou lumineux ou autre. Dans le cas particulier où les corps 2 sont déplacés sur une ligne de production 5 dans et hors de l'enceinte 3, et en particulier dans le cas où les corps 2 sont des corps discrets, le coefficient de

réflexion peut être utilisé pour détecter la cadence d'entrée des corps 2 discrets dans l'enceinte 3 et, à partir de cette information, une unité de commande peut automatiquement faire varier un certain nombre de paramètres du procédé de traitement, tel que par exemple la puissance délivrée aux éléments de traitement thermiques 4, la vitesse de défilement du tapis convoyeur 6 ou autre.

Un tel monitoring peut également être effectué, sans calculer in extenso le coefficient de réflexion. La présence ou l'absence de corps 2 à proximité du capteur 11 se traduit par une forte variation de la mesure de la température, le calibrage ayant par exemple été fait en présence d'un corps 2. La détection, par l'unité de commande, d'une température « anormale » correspond alors en réalité à l'absence de corps 2 dans la zone de détection du capteur 11. On peut ainsi détecter la présence d'objets avec une résolution de quelques centimètres. Par température « anormale », on entend une température différente d'au moins un certain seuil (par exemple de quelques dizaines de degrés) par rapport à la température mesurée lors de la présence du corps 2.

A titre illustratif est présenté ci-après un exemple illustrant la pertinence de la technique proposée afin de prendre en compte les caractéristiques de l'organe de liaison lors de la mesure de température d'un corps à l'aide d'un tel dispositif radiométrique.

Le tableau ci-après présente des mesures de températures d'un corps obtenues à l'aide d'un radiomètre lorsqu'on insère un câble de liaison (de 10 mètres de long, présentant des pertes de 3.46 dB) entre le capteur et l'entrée du radiomètre. Pour cet exemple le capteur est une charge 50 Ohms qui est plongée dans un bain thermostaté dont la température peut être fixée entre -2O ⁰ C et 6O ⁰ C.