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WO2025056726A1 - System for measuring the concentration of at least one chemical component of a flowing fluid - Google Patents

System for measuring the concentration of at least one chemical component of a flowing fluid Download PDF

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Publication number
WO2025056726A1
WO2025056726A1 PCT/EP2024/075574 EP2024075574W WO2025056726A1 WO 2025056726 A1 WO2025056726 A1 WO 2025056726A1 EP 2024075574 W EP2024075574 W EP 2024075574W WO 2025056726 A1 WO2025056726 A1 WO 2025056726A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light beam
fluid
pressure
chemical component
flowing fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/075574
Other languages
French (fr)
Inventor
Guillaume DUCOURTHIAL
Sébastien LEGENDRE
Thibault BRULÉ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba France SAS
Original Assignee
Horiba France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Horiba France SAS filed Critical Horiba France SAS
Publication of WO2025056726A1 publication Critical patent/WO2025056726A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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    • G—PHYSICS
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    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/121—Correction signals
    • G01N2201/1218—Correction signals for pressure variations

Definitions

  • the present invention relates generally to the measurement of concentration in fluids, in particular gases.
  • It relates more particularly to a system for measuring a concentration of at least one chemical component of a flowing fluid for an electrochemical generator system of the fuel cell or electrolyser type.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the measurement of gas entering or leaving such an electrochemical generator system.
  • a fuel cell type electrochemical generator system makes it possible to generate electrical energy from the oxidation of fuel.
  • This fuel is, for example, hydrogen. This produces electricity from hydrogen.
  • an electrochemical generator system of the electrolyser type makes it possible to generate a chemical component from electrical energy.
  • an electrochemical generator system comprising an electrolytic cell based on the electrolysis of water makes it possible, using electrical energy, to generate hydrogen and oxygen. This results in the generation of hydrogen.
  • Solutions consist of extracting a portion of the gas at the inlet or outlet of the electrochemical generator system and analyzing said gas with or without destruction of the extracted sample.
  • a portion of the flow is diverted to a measuring system in which the pressure is controlled.
  • this extraction causes disturbances in the operation of the electrochemical generator system.
  • the pressure of the fluid in flow is caused to vary, in particular when it passes from a resting state to an active state.
  • the use of the electrochemical generator system for the generation of current is accompanied by a higher consumption of dihydrogen and a high production of water, which leads to a reduction in the pressure at the outlet of the electrochemical generator system.
  • the present invention provides a system for measuring a concentration of at least one chemical component of a flowing fluid for an electrochemical generator system, the measuring system comprising:
  • a light source configured to emit an excitation light beam
  • a measuring cell comprising a fluid conduit adapted to a flow of the fluid in flux, the measuring cell comprising two sealed portholes arranged laterally on the fluid conduit and positioned opposite each other on a main optical axis transverse to the fluid conduit, the portholes being respectively arranged to receive the excitation light beam and transmit a first light beam formed by diffusion and/or transmission of the excitation light beam through the fluid in flux,
  • an at least partially reflective optical device positioned to reflect the first light beam and form a reflected light beam in the direction of the flowing fluid, the portholes being respectively arranged to receive the reflected light beam and transmit a second light beam formed by diffusion and/or transmission of the reflected light beam through the flowing fluid,
  • a Raman spectrometer configured to receive the second light beam and generate, based on the second light beam, a spectrometry measurement
  • a computing unit programmed to determine the concentration of the at least one chemical component on the basis of the spectrometry measurement and the pressure of the flowing fluid.
  • the measuring cell according to the invention makes it possible to measure the concentrations of the different chemical elements without diversion of the flow.
  • the intrinsic variations in the pressure of the flowing fluid are taken into account when measuring the concentration.
  • the signal from the spectrometer is corrected for pressure variations. This allows a concentration measurement to be obtained that is independent of the pressure of the flowing fluid.
  • the pressure sensor is arranged inside the fluid conduit
  • the pressure sensor is positioned less than 10 cm from one of the portholes
  • the pressure sensor is a pressure gauge or a connected pressure sensor
  • the pressure sensor is suitable for measuring a pressure lower than 6 bars
  • the pressure sensor is adapted to measure the pressure of the flowing fluid repeatedly at a frequency between 0.1 and 10 Hz;
  • the at least one chemical component is selected from water, nitrogen, hydrogen and oxygen;
  • the computing unit is programmed to calculate the concentration of the at least one chemical component on the basis of a division of the spectrometry measurement by the pressure of the flowing fluid;
  • the computing unit is programmed to apply a correction to the spectrometry measurement based on a reference spectrometry measurement generated by the spectrometer when a reference flow fluid that is devoid of said chemical component flows in the fluid conduit.
  • the invention also proposes a method for measuring a concentration of at least one chemical component of a flowing fluid comprising the following steps:
  • Figure 2 is a block diagram of a sequence of steps for measuring a concentration of a chemical component of a flowing fluid
  • Figure 3 is a graphical representation of two signals from a spectrometer of the system of Figure 1,
  • Figure 4 is a graphical representation of a spectrum obtained by the spectrometer of the system of Figure 1, and
  • Figure 5 is a graphical representation of the concentrations (in percentage) of two chemical components of a flowing fluid, measured using the system of Figure 1, over time.
  • the measuring system 100 is particularly suitable for measuring the fluid 200 from or supplying an electrochemical generator system 301.
  • the electrochemical generator system 301 may be used as an electrolyzer.
  • the electrochemical generator system 301 is an electrolyzer used for the production of hydrogen.
  • the electrochemical generator system 301 then consumes electricity in order to produce hydrogen.
  • the spectrometer 45 is particularly suitable for measuring the concentration of at least one chemical component of the fluid 200 among water, for example in the form of water vapor, nitrogen, hydrogen and oxygen.
  • the spectrometer 45 is preferably a Raman spectrometer.
  • the outlet opening can be connected to a conduit for conveying fluid in flow at the inlet of the electrochemical generator system.
  • the measuring cell makes it possible to carry out measurements on the fluid entering the electrochemical generator system.
  • the measuring cell is for example connected to an inlet of an electrochemical generator system of the hydrogen fuel cell type for generating electricity from hydrogen.
  • the two portholes 23, 24 are arranged laterally on the casing 25 downstream of the inlet opening 21 and upstream of the outlet opening 22 with reference to the flow of the fluid 200.
  • the two portholes 23, 24 are positioned opposite one another.
  • the casing 25 is of circular section
  • the two portholes 23, 24 are arranged diametrically opposite one another.
  • the casing 25 is of square or rectangular section
  • the two portholes 23, 24 are arranged on two opposite faces of the casing 25. In all cases, the two portholes 23, 24 are arranged so that the fluid 200 flows between the portholes 23, 24.
  • the optical device 30 is arranged opposite the second porthole 24.
  • the optical device 30 thus makes it possible to reflect the light coming from the latter towards the second porthole 24.
  • the optical device 30 is therefore placed opposite the light source 10 relative to the measuring cell 20.
  • the measuring cell 20 is thus of the double pass type because, associated with the optical device 30, it allows double excitation of the fluid 200. Indeed, the excitation beam 11 passes through the measuring cell 20 and is then refocused in the fluid 200, which makes it possible to double the excitation.
  • This optical configuration also has the advantage of doubling the solid collection angle by collecting the light emitted towards the spectrometer 45 but also that emitted towards the optical device 30 which is then reflected and returned to the spectrometer 45.
  • the term “double pass” is thus linked to the round trip path of the light beam in the measuring cell 20. However, the fluid 200 only passes through the measuring cell 20 once, in the direction of the flow, without interruption of the flow.
  • the pressure sensor 50 is adapted to measure a pressure of the fluid 200.
  • the pressure sensor 50 is more particularly adapted to measure the pressure of the fluid 200 in the measuring cell 20, that is to say in the fluid conduit.
  • the sections of the conveying conduits 302, 303 and of the casing 25 being chosen to avoid pressure changes, the pressure of the fluid 200 can in practice be measured in the conveying conduits 302, 303 or in the fluid conduit.
  • the pressure sensor 50 can therefore be placed at these locations.
  • the pressure sensor 50 is preferably a connected pressure sensor, which simplifies its connection with the computing unit 60.
  • the pressure sensor may be a pressure gauge.
  • the pressure sensor 50 is adapted to measure pressures between between 0 and 6 bars.
  • the pressure sensor 50 is adapted to measure the pressure of the fluid 200 at a frequency between 0.1 Hz and 10 Hz.
  • the computing unit 60 comprises at least one memory and at least one processor.
  • the computing unit 60 also comprises interfaces allowing the computing unit 60 to receive information from the spectrometer 45 and the pressure sensor 50.
  • the computing unit 60 acts as a synchronization box and triggers data acquisitions from the spectrometer 45 and the pressure sensor 50, which means that the computing unit 60 controls the data acquisitions.
  • the memory of the computing unit 60 is a computer-readable recording medium comprising instructions which, when executed by the processor, make it possible to determine the concentration of at least one chemical component of the fluid 200 on the basis of data provided by the spectrometer 45 and the pressure sensor 50.
  • the measuring system 100 makes it possible to implement a method for measuring the concentration of at least one chemical component of the fluid 200.
  • This method is described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • the fluid 200 comprises, for example, two components, namely nitrogen and hydrogen.
  • the concentrations are predetermined: the nitrogen concentration is 20% and the hydrogen concentration is 80%.
  • the pressure variations of the fluid 200 are monitored.
  • the steps of the method are repeated to allow monitoring of the concentrations in real time, i.e. continuously.
  • this method begins with a first step E1 of emission of the excitation light beam 11 by the light source 10.
  • step E2 comprising the diffusion and/or transmission of the excitation light beam 11 through the fluid 200 so as to form a first light beam 12.
  • the method then comprises a third step E3 in which the optical device 30 reflects the first light beam 12 into a reflected light beam 13 in the direction of the second porthole 24, and therefore in the direction of the fluid 200.
  • the optical device 30 is positioned to receive the first light beam 12.
  • the reflecting optical device 30 is positioned outside the measuring cell 20. This arrangement avoids any interaction between the fluid 200 and a reflective coating, for example metallic, of the optical device 30, which makes it possible to avoid polluting the fluid 200.
  • the optical device 30 is configured to focus the reflected light beam 13 in the measuring cell 20 between the two portholes 23, 24, for example in the middle of the two portholes 23, 24.
  • the method then comprises a fourth step E4 comprising the diffusion and/or transmission of the reflected light beam 13 through the fluid 200 so as to form a second light beam 14.
  • this fourth step E4 also comprises the transmission of the reflected light beam 13 by the second porthole 24 and the transmission of the second light beam 14 by the first porthole 23.
  • the second light beam 14 passes through the first porthole 23 in the direction of the optical element 70.
  • the optical element 70 makes it possible to focus the second light beam 14 in the direction of the spectrometer 45.
  • the method then comprises a fifth step E5 of generation, by the spectrometer 45, of at least one spectrometry measurement on the basis of the second light beam 14.
  • the spectrometer 45 here generates one spectrometry measurement per chemical component, i.e. here one for nitrogen and one for hydrogen.
  • the spectrometer 45 here generates a first spectrometry signal 41 for nitrogen and a second spectrometry signal 42 for hydrogen.
  • spectrometry measurements are generated every second over a period of approximately one hour.
  • the spectrometer 45 is configured to receive the second light beam 14, which here comprises Raman signals emitted by the fluid 200.
  • the spectrometer 45 is more particularly adapted to detect, in the second light beam 14, a Raman signal emitted by the fluid 200.
  • the Raman signal is emitted in particular thanks to the excitation of the fluid 200 by the excitation light beam 11 and by the reflected light beam 13.
  • the spectrometer 45 comprises a diffraction grating and a light sensor. It also comprises a processing system making it possible to read the light sensor and to deduce the spectrometry measurements therefrom.
  • the spectrometry measurements can be deduced from a spectrum obtained by summing a part of the pixels of the same column of the light sensor.
  • Figure 4 represents an example of such a Raman spectrum.
  • an intensity I of the signal provided by the light sensor is represented as a function of the Raman shift A ⁇ (in cm' 1 ).
  • This intensity I has in particular a first peak at approximately 2301 cm' 1 corresponding to nitrogen (N2) and a second peak at approximately 4100 cm' 1 corresponding to hydrogen (H2).
  • the intensities are presented in arbitrary units corresponding for example to a photon count by the light sensor. These spectra are for example generated at a frequency between 0.1 Hz and 1 Hz.
  • the spectrometry measurement can correspond to the height of the associated peak (for example the maximum of the peak), or to the area of this peak, that is to say the surface of this peak which is for example calculated for a predetermined shift interval.
  • Each spectrometry measurement depends on the concentration of the chemical element in the fluid 200, the pressure of the fluid 200 and the power of the excitation beam 11 (the latter being known).
  • each spectrometry measurement depends in a globally linear manner on the pressure of the fluid 200.
  • the first spectrometry signal 41 and the second spectrometry signal 42 vary when the fluid pressure 200 varies.
  • the pressure of the fluid 200 varies in steps and in a controlled manner.
  • the pressure of the fluid 200 is here approximately incremented or decremented. every 240 seconds by ⁇ 0.1 bar ⁇ 0.2 bar or ⁇ 0.3 bar.
  • the spectrometry signals 41, 42 also vary in steps, which is particularly visible for dihydrogen which is present in greater concentration.
  • the peaks visible between the steps correspond here to transient regimes during pressure changes, the pressure then being momentarily excessive before stabilizing at the required pressure.
  • the method comprises a sixth step E6 of measuring the pressure of the fluid 200 by means of the pressure sensor 50. As shown in FIG. 2, the sixth step E6 is implemented in parallel with steps E1 to E5.
  • the pressure measurement is preferably carried out synchronously with the spectrometry measurement of each chemical component. Also, when the spectrometry measurements are generated every second, the pressure is preferably also measured every second. Generally, the pressure is for example measured at a frequency between 0.1 Hz and 10 Hz.
  • Each pressure measurement carried out by the pressure sensor 50 provides the calculation unit 60 with a pressure value.
  • the calculation unit 60 is then programmed to calculate, during a seventh step E7 of the method, a concentration of each chemical component. More particularly, it calculates a concentration for each spectrometry measurement.
  • the calculation unit 60 first associates the spectrometry measurement with a pressure value, more specifically the pressure value corresponding to the moment when the spectrometry measurement is generated.
  • the spectrometry measurement and the pressure measurement associated with it are therefore concomitant, and preferably simultaneous.
  • the seventh step E7 then comprises converting the spectrometry measurement into the initial concentration of the chemical component by means of a calibration function.
  • the calibration function is here pre-recorded in the memory of the calculation unit 60.
  • the calibration function is representative of an affine relationship between the spectrometry measurement and the concentration of the chemical component. It is for example determined by measuring a standard fluid comprising a known concentration of the chemical component.
  • the calibration function is established for a predetermined and controlled reference pressure of the standard fluid.
  • the calibration function is for example established for a reference pressure of between 1 and 2 bars. For example, it is established here for a reference pressure of 1.5 bars.
  • the calibration function is specific to the chemical component.
  • the calculation unit 60 therefore has in memory a calibration function per chemical component.
  • the initial concentration of the chemical component is currently dependent on the pressure of the fluid 200.
  • the seventh step E7 then comprises the calculation of an intermediate concentration of the chemical component by multiplying the initial concentration of the chemical component by the reference pressure, i.e. the pressure at which the calibration function was established.
  • the initial concentration is therefore, for example, multiplied by a factor of 1.5 corresponding to the reference pressure mentioned in the example above.
  • this calculation is optional since it amounts to multiplying the initial concentration by 1.
  • the seventh step E7 then comprises the calculation of the concentration of the chemical component by dividing the intermediate concentration by the pressure value, provided by the pressure sensor 50 in the sixth step E6, which is associated with the spectrometry measurement.
  • the concentration is then independent of the pressure of the fluid 200.
  • FIG. 5 illustrates the concentrations (as a percentage) of the fluid 200 on the same time scale as that of Figure 3.
  • the calculated concentration of nitrogen is approximately 20% and that of hydrogen approximately 80% (which gives a total concentration of chemical component of 100%).
  • the data shown in Figure 5 thus correspond to those of Figure 3 once corrected for pressure.
  • the peaks visible in Figure 5 again correspond to transient regimes during pressure changes.
  • the same pressure value can be associated with several successive spectrometry measurements, in particular when the frequency of generation of the spectrometry measurements is greater than that of pressure measurement.
  • the frequency of generation of the spectrometry measurements is preferably equal to that of pressure measurement.
  • the spectrometry measurement Prior to converting the spectrometry measurement into initial concentration, the spectrometry measurement is corrected for the reference signal.
  • the calculation unit 60 makes a difference between the nitrogen spectrometry measurement and the reference measurement, which makes it possible to subtract the contribution of the ambient air. It is then this difference which is converted into initial concentration.
  • the pressure values can of course be expressed in units other than bars. It is only necessary that the pressure values be expressed in the same units for all the calculations in the seventh step E7.

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Abstract

The invention relates to a system (100) for measuring the concentration of at least one chemical component of a flowing fluid (200), comprising: - a light source (10) configured to emit an excitation light beam (11), - a measurement cell (20) comprising a fluid duct suitable for a fluid flow, comprising portholes (23, 24) arranged, respectively, to receive the excitation light beam and to transmit a first light beam (12) formed by scattering and/or transmission of the excitation light beam through the fluid, - an optical device (30) positioned to reflect the first light beam and form a light beam (13) reflected in the direction of the fluid, a second light beam (14) being formed by scattering and/or transmission of the reflected light beam through the fluid, - a Raman spectrometer (45) configured to receive the second light beam and to generate a spectrometry measurement, - a pressure sensor (50) suitable for measuring the pressure of the fluid, - a computing unit (60) programmed to determine the concentration of the at least one chemical component on the basis of the spectrometry measurement and the pressure of the fluid.

Description

TITRE DE L’INVENTION : SYSTÈME DE MESURE D’UNE CONCENTRATION D’AU MOINS UNTITLE OF THE INVENTION: SYSTEM FOR MEASURING A CONCENTRATION OF AT LEAST ONE

COMPOSANT CHIMIQUE D’UN FLUIDE EN FLUX CHEMICAL COMPONENT OF A FLOWING FLUID

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

[0001 ] La présente invention concerne de manière générale la mesure de concentration dans des fluides, notamment des gaz. [0001] The present invention relates generally to the measurement of concentration in fluids, in particular gases.

[0002] Elle concerne plus particulièrement un système de mesure d’une concentration d’au moins un composant chimique d’un fluide en flux pour un système générateur électrochimique de type pile à combustible ou électrolyseur. [0002] It relates more particularly to a system for measuring a concentration of at least one chemical component of a flowing fluid for an electrochemical generator system of the fuel cell or electrolyser type.

[0003] L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la mesure de gaz entrant ou sortant dans un tel système générateur électrochimique[0003] The invention finds a particularly advantageous application in the measurement of gas entering or leaving such an electrochemical generator system.

ETAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE ART

[0004] Un système générateur électrochimique de type pile à combustible permet de générer de l’énergie électrique à partir de l’oxydation de combustible. Ce combustible est par exemple de l’hydrogène. On obtient ainsi la génération d’électricité à partir d’hydrogène. [0004] A fuel cell type electrochemical generator system makes it possible to generate electrical energy from the oxidation of fuel. This fuel is, for example, hydrogen. This produces electricity from hydrogen.

[0005] A l’inverse, un système générateur électrochimique de type électrolyseur, permet de générer un composant chimique à partir d’énergie électrique. Par exemple, un système générateur électrochimique comprenant une cellule électrolytique basée sur l’électrolyse de l’eau permet, grâce à de l’énergie électrique, de générer de l’hydrogène et de l’oxygène. On obtient ainsi la génération d’hydrogène. [0005] Conversely, an electrochemical generator system of the electrolyser type makes it possible to generate a chemical component from electrical energy. For example, an electrochemical generator system comprising an electrolytic cell based on the electrolysis of water makes it possible, using electrical energy, to generate hydrogen and oxygen. This results in the generation of hydrogen.

[0006] Afin de pouvoir caractériser l’état d’un tel système générateur électrochimique en fonctionnement, et ainsi estimer les performances en temps réel, il est nécessaire de mesurer les concentrations des différents éléments chimiques entrant et/ou sortant du système générateur électrochimique. [0006] In order to be able to characterize the state of such an electrochemical generator system in operation, and thus estimate the performance in real time, it is necessary to measure the concentrations of the different chemical elements entering and/or leaving the electrochemical generator system.

[0007] Des solutions consistent en l’extraction d’une partie du gaz en entrée ou en sortie du système générateur électrochimique et en l’analyse dudit gaz avec ou sans destruction de l’échantillon extrait. En pratique, une partie du flux est dérivée vers un système de mesure dans lequel la pression est contrôlée. Cette extraction entraine toutefois des perturbations dans le fonctionnement du système générateur électrochimique. [0007] Solutions consist of extracting a portion of the gas at the inlet or outlet of the electrochemical generator system and analyzing said gas with or without destruction of the extracted sample. In practice, a portion of the flow is diverted to a measuring system in which the pressure is controlled. However, this extraction causes disturbances in the operation of the electrochemical generator system.

[0008] De plus, au cours du fonctionnement du système générateur électrochimique, la pression du fluide en flux est amenée à varier, notamment lorsqu'il passe d'un état de repos à un état actif. A titre d’exemple, l’utilisation du système générateur électrochimique pour la génération de courant s’accompagne d’une consommation de dihydrogène plus importante et d’une forte production d’eau, ce qui entraine une diminution de la pression en sortie du système générateur électrochimique. [0008] In addition, during operation of the generator system electrochemical, the pressure of the fluid in flow is caused to vary, in particular when it passes from a resting state to an active state. For example, the use of the electrochemical generator system for the generation of current is accompanied by a higher consumption of dihydrogen and a high production of water, which leads to a reduction in the pressure at the outlet of the electrochemical generator system.

PRESENTATION DE L'INVENTION PRESENTATION OF THE INVENTION

[0009] Dans ce contexte, la présente invention propose un système de mesure d’une concentration d’au moins un composant chimique d’un fluide en flux pour un système générateur électrochimique, le système de mesure comprenant : [0009] In this context, the present invention provides a system for measuring a concentration of at least one chemical component of a flowing fluid for an electrochemical generator system, the measuring system comprising:

- une source de lumière configurée pour émettre un faisceau lumineux d’excitation,- a light source configured to emit an excitation light beam,

- une cellule de mesure comprenant un conduit fluidique adapté à un écoulement du fluide en flux, la cellule de mesure comprenant deux hublots étanches disposés latéralement sur le conduit fluidique et positionnés en regard l’un de l’autre sur un axe optique principal transverse au conduit fluidique, les hublots étant respectivement agencés pour recevoir le faisceau lumineux d’excitation et transmettre un premier faisceau lumineux formé par diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux d’excitation à travers le fluide en flux, - a measuring cell comprising a fluid conduit adapted to a flow of the fluid in flux, the measuring cell comprising two sealed portholes arranged laterally on the fluid conduit and positioned opposite each other on a main optical axis transverse to the fluid conduit, the portholes being respectively arranged to receive the excitation light beam and transmit a first light beam formed by diffusion and/or transmission of the excitation light beam through the fluid in flux,

- un dispositif optique au moins partiellement réfléchissant positionné pour réfléchir le premier faisceau lumineux et former un faisceau lumineux réfléchi en direction du fluide en flux, les hublots étant respectivement agencés pour recevoir le faisceau lumineux réfléchi et transmettre un deuxième faisceau lumineux formé par diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux réfléchi à travers le fluide en flux, - an at least partially reflective optical device positioned to reflect the first light beam and form a reflected light beam in the direction of the flowing fluid, the portholes being respectively arranged to receive the reflected light beam and transmit a second light beam formed by diffusion and/or transmission of the reflected light beam through the flowing fluid,

- un spectromètre Raman configuré pour recevoir le deuxième faisceau lumineux et générer, sur la base du deuxième faisceau lumineux, une mesure de spectrométrie,- a Raman spectrometer configured to receive the second light beam and generate, based on the second light beam, a spectrometry measurement,

- un capteur de pression adapté à mesurer une pression du fluide en flux, - a pressure sensor suitable for measuring the pressure of the flowing fluid,

- une unité de calcul programmée pour déterminer la concentration du au moins un composant chimique sur la base de la mesure de spectrométrie et de la pression du fluide en flux. - a computing unit programmed to determine the concentration of the at least one chemical component on the basis of the spectrometry measurement and the pressure of the flowing fluid.

[0010] Ainsi, la cellule de mesure selon l’invention permet de mesurer les concentrations des différents éléments chimiques sans dérivation du flux. [0010] Thus, the measuring cell according to the invention makes it possible to measure the concentrations of the different chemical elements without diversion of the flow.

[0011 ] De plus, grâce à l’invention, les variations intrinsèques de la pression du fluide en flux sont prises en compte lors de la mesure de la concentration. En d’autres termes, le signal issu du spectromètre est corrigé des variations de pression. Cela permet ainsi d’obtenir une mesure de la concentration qui est indépendante de la pression du fluide en flux. [0011] Furthermore, thanks to the invention, the intrinsic variations in the pressure of the flowing fluid are taken into account when measuring the concentration. In other words, the signal from the spectrometer is corrected for pressure variations. This allows a concentration measurement to be obtained that is independent of the pressure of the flowing fluid.

[0012] D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du système conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : [0012] Other advantageous and non-limiting characteristics of the system according to the invention, taken individually or in all technically possible combinations, are the following:

- le capteur de pression est agencé à l’intérieur du conduit fluidique ; - the pressure sensor is arranged inside the fluid conduit;

- le capteur de pression est positionné à moins de 10 cm de l’un des hublots ;- the pressure sensor is positioned less than 10 cm from one of the portholes;

- le capteur de pression est une jauge de pression ou un capteur de pression connecté ; - the pressure sensor is a pressure gauge or a connected pressure sensor;

- le capteur de pression est adapté à mesurer une pression inférieure à 6 bars ;- the pressure sensor is suitable for measuring a pressure lower than 6 bars;

- le capteur de pression est adapté à mesurer la pression du fluide en flux de façon répétée à une fréquence comprise entre 0,1 et 10 Hz ; - the pressure sensor is adapted to measure the pressure of the flowing fluid repeatedly at a frequency between 0.1 and 10 Hz;

- le au moins un composant chimique est sélectionné parmi de l’eau, du diazote, du dihydrogène et du dioxygène ; - the at least one chemical component is selected from water, nitrogen, hydrogen and oxygen;

- l’unité de calcul est programmée pour calculer la concentration du au moins un composant chimique sur la base d’une division de la mesure de spectrométrie par la pression du fluide en flux ; - the computing unit is programmed to calculate the concentration of the at least one chemical component on the basis of a division of the spectrometry measurement by the pressure of the flowing fluid;

- le au moins un composant chimique est également présent dans l’air ambiant, et l’unité de calcul est programmée pour appliquer une correction à la mesure de spectrométrie sur la base d’une mesure de spectrométrie de référence générée par le spectromètre lorsqu’un fluide en flux de référence qui est dépourvu dudit composant chimique s’écoule dans le conduit fluidique. - the at least one chemical component is also present in the ambient air, and the computing unit is programmed to apply a correction to the spectrometry measurement based on a reference spectrometry measurement generated by the spectrometer when a reference flow fluid that is devoid of said chemical component flows in the fluid conduit.

[0013] L’invention propose aussi un procédé de mesure d’une concentration d’au moins un composant chimique d’un fluide en flux comprenant les étapes suivantes :[0013] The invention also proposes a method for measuring a concentration of at least one chemical component of a flowing fluid comprising the following steps:

- émission d’un faisceau lumineux d’excitation ; - emission of an excitation light beam;

- diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux d’excitation à travers le fluide en flux de sorte à former un premier faisceau lumineux ; - diffusion and/or transmission of the excitation light beam through the flowing fluid so as to form a first light beam;

- réflexion du premier faisceau lumineux en un faisceau lumineux réfléchi en direction du fluide en flux et diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux réfléchi à travers le fluide en flux de sorte à former un deuxième faisceau lumineux ;- reflection of the first light beam into a light beam reflected towards the flowing fluid and diffusion and/or transmission of the reflected light beam through the flowing fluid so as to form a second light beam;

- génération, par un spectromètre Raman, d’une mesure de spectrométrie sur la base du deuxième faisceau lumineux ; - generation, by a Raman spectrometer, of a spectrometry measurement based on the second light beam;

- mesure d’une pression du fluide en flux ; - calcul de la concentration du au moins un composant chimique sur la base de la mesure de spectrométrie et de la pression du fluide en flux. - measurement of fluid pressure in flow; - calculation of the concentration of at least one chemical component based on the spectrometry measurement and the pressure of the flowing fluid.

[0014] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. [0014] Of course, the various features, variants and embodiments of the invention may be combined with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or mutually exclusive.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0015] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée. [0015] The description which follows with reference to the appended drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be implemented.

[0016] Sur les dessins annexés : [0016] In the attached drawings:

[0017] Figure 1 est une représentation schématique d’un système de mesure selon l’invention, [0017] Figure 1 is a schematic representation of a measuring system according to the invention,

[0018] Figure 2 est un schéma-bloc d’une séquence d’étapes permettant la mesure d’une concentration d’un composant chimique d’un fluide en flux, [0018] Figure 2 is a block diagram of a sequence of steps for measuring a concentration of a chemical component of a flowing fluid,

[0019] Figure 3 est une représentation graphique de deux signaux issus d’un spectromètre du système de la figure 1 , [0019] Figure 3 is a graphical representation of two signals from a spectrometer of the system of Figure 1,

[0020] Figure 4 est une représentation graphique d’un spectre obtenu par le spectromètre du système de la figure 1 , et [0020] Figure 4 is a graphical representation of a spectrum obtained by the spectrometer of the system of Figure 1, and

[0021 ] Figure 5 est une représentation graphique des concentrations (en pourcentage) de deux composants chimiques d’un fluide en flux, mesurées au moyen du système de la figure 1 , au cours du temps. [0021] Figure 5 is a graphical representation of the concentrations (in percentage) of two chemical components of a flowing fluid, measured using the system of Figure 1, over time.

[0022] Sur la figure 1 , on a représenté une vue schématique d’un système de mesure 100 permettant notamment de mesurer des concentrations de composants chimiques (c’est-à-dire d’éléments chimiques, typiquement de molécules) présents dans un fluide en flux 200. Le fluide en flux 200 peut être sous forme gazeuse ou liquide. Le terme « en flux » signifie ici, comme on le comprend bien par la suite, que le fluide en flux 200 est en écoulement au moment de la mesure. Le fluide en flux 200 est par la suite simplement appelé fluide 200. [0022] In Figure 1, there is shown a schematic view of a measuring system 100 making it possible in particular to measure concentrations of chemical components (i.e. chemical elements, typically molecules) present in a flowing fluid 200. The flowing fluid 200 may be in gaseous or liquid form. The term “flowing” means here, as will be clearly understood below, that the flowing fluid 200 is flowing at the time of the measurement. The flowing fluid 200 is subsequently simply called fluid 200.

[0023] Comme le montre la figure 1 , le système de mesure 100 comprend ici une source de lumière 10, une cellule de mesure 20, un dispositif optique 30, un spectromètre 45, un capteur de pression 50 et une unité de calcul 60. [0023] As shown in FIG. 1, the measuring system 100 here comprises a light source 10, a measuring cell 20, an optical device 30, a spectrometer 45, a pressure sensor 50 and a calculation unit 60.

[0024] Le système de mesure 100 est particulièrement adapté à mesurer le fluide 200 provenant ou alimentant un système générateur électrochimique 301. Le système générateur électrochimique 301 peut être utilisé comme électrolyseur. Par exemple, le système générateur électrochimique 301 est un électrolyseur utilisé pour la fabrication d’hydrogène. Le système générateur électrochimique 301 consomme alors de l’électricité afin de produire de l’hydrogène. [0024] The measuring system 100 is particularly suitable for measuring the fluid 200 from or supplying an electrochemical generator system 301. The electrochemical generator system 301 may be used as an electrolyzer. For example, the electrochemical generator system 301 is an electrolyzer used for the production of hydrogen. The electrochemical generator system 301 then consumes electricity in order to produce hydrogen.

[0025] Dans une autre application, le système générateur électrochimique 301 est utilisé pour générer de l’électricité. Dans ce cas, le système générateur électrochimique 301 consomme un combustible, par exemple de l’hydrogène, afin de produire de l’électricité. [0025] In another application, the electrochemical generator system 301 is used to generate electricity. In this case, the electrochemical generator system 301 consumes a fuel, for example hydrogen, in order to produce electricity.

[0026] Le spectromètre 45 est particulièrement adapté pour mesurer la concentration d’au moins un composant chimique du fluide 200 parmi de l’eau, par exemple sous forme de vapeur d’eau, du diazote, du dihydrogène et du dioxygène. [0027] Ainsi, le spectromètre 45 est de préférence un spectromètre Raman. [0026] The spectrometer 45 is particularly suitable for measuring the concentration of at least one chemical component of the fluid 200 among water, for example in the form of water vapor, nitrogen, hydrogen and oxygen. [0027] Thus, the spectrometer 45 is preferably a Raman spectrometer.

[0028] Ici, comme le montre la figure 1 , la source de lumière 10 et le spectromètre 45 font ici partie d’un appareil de spectrométrie 40. Dans l’exemple de la figure 1 , l’appareil de spectrométrie 40 est placé en vis-à-vis de la cellule de mesure 20. Classiquement, la source de lumière 10 et le spectromètre 45 pourraient être placés à distance de la cellule de mesure 20 et les faisceaux lumineux pourraient être acheminés grâce à des câbles à fibre optique. [0028] Here, as shown in Figure 1, the light source 10 and the spectrometer 45 are part of a spectrometry device 40. In the example of Figure 1, the spectrometry device 40 is placed opposite the measuring cell 20. Conventionally, the light source 10 and the spectrometer 45 could be placed at a distance from the measuring cell 20 and the light beams could be routed using fiber optic cables.

[0029] La source de lumière 10 est de préférence un laser ayant une forte intensité. Ici, la source de lumière 10 est par exemple un laser d’une puissance de 1 .5 W qui émet un faisceau lumineux monochromatique à une longueur d’onde de 532 nm. La source de lumière 10 est de forte puissance afin d’obtenir un signal Raman ayant une intensité suffisamment forte pour permettre un temps d’intégration compatible avec un suivi en temps réel, par exemple à une cadence comprise entre 0,1 Hz et 10 Hz. En variante, le faisceau lumineux d’excitation est généré à partir de n'importe quelle source de lumière adaptée à la spectrométrie Raman. La source de lumière 10 est par exemple commandée par le spectromètre 45. [0029] The light source 10 is preferably a laser having a high intensity. Here, the light source 10 is for example a laser with a power of 1.5 W which emits a monochromatic light beam at a wavelength of 532 nm. The light source 10 is of high power in order to obtain a Raman signal having an intensity sufficiently strong to allow an integration time compatible with real-time monitoring, for example at a rate of between 0.1 Hz and 10 Hz. Alternatively, the excitation light beam is generated from any light source suitable for Raman spectrometry. The light source 10 is for example controlled by the spectrometer 45.

[0030] La cellule de mesure 20 comprend une ouverture d’entrée 21 , une ouverture de sortie 22, un premier hublot 23, un second hublot 24 et une enveloppe 25. Les hublots 23, 24 sont positionnés au niveau d’ouvertures latérales prévues dans l’enveloppe 25. L’enveloppe 25 et les hublots 23, 24 délimitent ici un conduit fluidique à l’intérieur duquel s’écoule le fluide 200. Le conduit fluidique s’étend donc de l’ouverture d’entrée 21 à l’ouverture de sortie 22 de la cellule de mesure 20. [0031 ] Comme représenté en figure 1 , l’ouverture d’entrée 21 est reliée à un premier conduit d’acheminement 302 du fluide 200, lui-même relié au système générateur électrochimique 301 . Ce premier conduit d’acheminement 302 relie ainsi fluidiquement le système générateur électrochimique 301 à la cellule de mesure 20. L’ouverture de sortie 22 est reliée à un second conduit d’acheminement 303 du fluide 2, lui-même relié à un réservoir 304 conçu pour collecter le fluide 200. Ce deuxième conduit d’acheminement 304 relie ainsi fluidiquement la cellule de mesure 20 au réservoir 304. [0030] The measuring cell 20 comprises an inlet opening 21, an outlet opening 22, a first porthole 23, a second porthole 24 and a casing 25. The ports 23, 24 are positioned at lateral openings provided in the casing 25. The casing 25 and the ports 23, 24 here delimit a fluid conduit inside which the fluid 200 flows. The fluid conduit therefore extends from the inlet opening 21 to the outlet opening 22 of the measuring cell 20. [0031] As shown in FIG. 1, the inlet opening 21 is connected to a first conveying conduit 302 for the fluid 200, itself connected to the electrochemical generator system 301. This first conveying conduit 302 thus fluidically connects the electrochemical generator system 301 to the measuring cell 20. The outlet opening 22 is connected to a second conveying conduit 303 for the fluid 2, itself connected to a reservoir 304 designed to collect the fluid 200. This second conveying conduit 304 thus fluidically connects the measuring cell 20 to the reservoir 304.

[0032] Ainsi, tel que cela est représenté sur la figure 1 , la cellule de mesure 20 permet d’effectuer des mesures sur le fluide 200 sortant, c’est-à-dire produit par le système générateur électrochimique 301. Telle que représentée sur la figure 1 , la cellule de mesure 20 est par exemple reliée à une sortie d’un électrolyseur pour la génération d’hydrogène. [0032] Thus, as shown in Figure 1, the measuring cell 20 makes it possible to carry out measurements on the outgoing fluid 200, i.e. produced by the electrochemical generator system 301. As shown in Figure 1, the measuring cell 20 is for example connected to an output of an electrolyser for the generation of hydrogen.

[0033] Bien entendu, de façon réciproque, l’ouverture de sortie peut être reliée à un conduit d’acheminement de fluide en flux en entrée du système générateur électrochimique. Dans ce cas, la cellule de mesure permet d’effectuer des mesures sur le fluide entrant dans le système générateur électrochimique. La cellule de mesure est par exemple reliée à une entrée d'un système générateur électrochimique de type pile à combustible à hydrogène pour la génération d’électricité à partir d’hydrogène. [0033] Of course, reciprocally, the outlet opening can be connected to a conduit for conveying fluid in flow at the inlet of the electrochemical generator system. In this case, the measuring cell makes it possible to carry out measurements on the fluid entering the electrochemical generator system. The measuring cell is for example connected to an inlet of an electrochemical generator system of the hydrogen fuel cell type for generating electricity from hydrogen.

[0034] Afin de ne pas engendrer de changement de pression ni de débit du fluide 200, la section de l’ouverture d’entrée 21 , la section de l’ouverture de sortie 22 et la section de l’enveloppe 25 sont chacune supérieures ou égales à la section des conduits d’acheminement 302, 303 du fluide 200. [0034] In order not to cause any change in pressure or flow rate of the fluid 200, the section of the inlet opening 21, the section of the outlet opening 22 and the section of the casing 25 are each greater than or equal to the section of the conveying conduits 302, 303 of the fluid 200.

[0035] Les hublots 23, 24 sont étanches, ce qui signifie que le fluide 200 ne peut pas s’échapper du conduit fluidique au niveau des ouvertures latérales. [0035] The portholes 23, 24 are sealed, which means that the fluid 200 cannot escape from the fluid conduit at the level of the side openings.

[0036] Ici, la cellule de mesure 20 comprend des joints (non représentés) interposés entre l’enveloppe 25 et les hublots 23, 24. La cellule de mesure 20 comprend par exemple un joint par hublot 23, 24. [0036] Here, the measuring cell 20 comprises seals (not shown) interposed between the casing 25 and the portholes 23, 24. The measuring cell 20 comprises, for example, one seal per porthole 23, 24.

[0037] Les joints sont par exemple fabriqués avec un matériau fluoroélastomère (communément appelé FKM ou viton). [0037] The seals are for example made with a fluoroelastomer material (commonly called FKM or viton).

[0038] On entend ici par « hublot » une pièce vitrée de forme quelconque permettant un accès optique à l’intérieur de l’enveloppe 25, c’est-à-dire à l’intérieure du conduit fluidique. [0039] Ainsi, chaque hublot 23, 24 comprend ici une lame de verre. Ces lames de verre sont fabriquées de préférence à partir d’un verre borosilicate ou aluminosilicate ou un verre d'alcali-aluminosilicate, par exemple à partir de BK7 ou avec du Gorilla Glass. De préférence, les lames de verres ne comportent pas de revêtement de surface sur leur face en contact avec le fluide 200 (c’est-à-dire leur face orientée vers l’intérieure de l’enveloppe 25). La composition et la disposition des lames de verre permettent d’éviter tout dégazage ou contamination du fluide 200 qui serait susceptible de polluer la mesure. [0038] Here, the term “porthole” means a glazed part of any shape allowing optical access to the interior of the casing 25, that is to say to the interior of the fluid conduit. [0039] Thus, each porthole 23, 24 here comprises a glass slide. These glass slides are preferably manufactured from a borosilicate or aluminosilicate glass or an alkali-aluminosilicate glass, for example from BK7 or with Gorilla Glass. Preferably, the glass slides do not have a surface coating on their face in contact with the fluid 200 (i.e. their face oriented towards the inside of the casing 25). The composition and arrangement of the glass slides make it possible to avoid any degassing or contamination of the fluid 200 which would be likely to pollute the measurement.

[0040] Les deux hublots 23, 24 sont disposés latéralement sur l’enveloppe 25 en aval de l’ouverture d’entrée 21 et en amont de l’ouverture de sortie 22 en référence à l’écoulement du fluide 200. Les deux hublots 23, 24 sont positionnés en regard l’un de l’autre. Par exemple, lorsque l’enveloppe 25 est de section circulaire, les deux hublots 23, 24 sont disposés de manière diamétralement opposée l’un à l’autre. Dans un autre exemple, lorsque l’enveloppe 25 est de section carrée ou rectangulaire, les deux hublots 23, 24 sont disposés sur deux faces opposées de l’enveloppe 25. Dans tous les cas, les deux hublots 23, 24 sont agencés pour que le fluide 200 s’écoule entre les hublots 23, 24. [0040] The two portholes 23, 24 are arranged laterally on the casing 25 downstream of the inlet opening 21 and upstream of the outlet opening 22 with reference to the flow of the fluid 200. The two portholes 23, 24 are positioned opposite one another. For example, when the casing 25 is of circular section, the two portholes 23, 24 are arranged diametrically opposite one another. In another example, when the casing 25 is of square or rectangular section, the two portholes 23, 24 are arranged on two opposite faces of the casing 25. In all cases, the two portholes 23, 24 are arranged so that the fluid 200 flows between the portholes 23, 24.

[0041 ] Comme cela apparait sur la figure 1 , la cellule de mesure 20 est agencée de sorte que les deux hublots 23, 24 sont alignés sur un axe optique principal OA transverse à la direction d’écoulement du fluide 200. Cela signifie que les hublots 23, 24, et plus particulièrement leur lame de verre, intersectent l’axe optique principal OA. Dans l’exemple représenté en figure 1 , l’axe optique principal OA est plus spécifiquement perpendiculaire à la direction d’écoulement du fluide 200. [0041] As shown in Figure 1, the measuring cell 20 is arranged so that the two portholes 23, 24 are aligned on a main optical axis OA transverse to the flow direction of the fluid 200. This means that the portholes 23, 24, and more particularly their glass plate, intersect the main optical axis OA. In the example shown in Figure 1, the main optical axis OA is more specifically perpendicular to the flow direction of the fluid 200.

[0042] Les deux hublots 23, 24, et plus particulièrement leur lame de verre, sont configurés pour transmettre le faisceau lumineux d’excitation 11. De préférence, comme le montre la figure 1 , le faisceau lumineux d’excitation 11 se propage suivant un axe principal d’éclairement aligné sur l’axe optique principal OA, c’est-à-dire parallèle à l’axe optique principal OA. [0042] The two portholes 23, 24, and more particularly their glass plate, are configured to transmit the excitation light beam 11. Preferably, as shown in FIG. 1, the excitation light beam 11 propagates along a main illumination axis aligned with the main optical axis OA, i.e. parallel to the main optical axis OA.

[0043] Le système 1 comprend aussi un élément optique 70 disposé sur le trajet du faisceau lumineux d’excitation 11 , entre la source de lumière 10 et le premier hublot 23. L’élément optique 70 est configuré pour focaliser le faisceau lumineux d’excitation 11 dans le fluide 200 entre les deux hublots 23, 24 de la cellule de mesure 20. L’élément optique 70 est par exemple une lentille ou un objectif. [0043] The system 1 also comprises an optical element 70 arranged on the path of the excitation light beam 11, between the light source 10 and the first porthole 23. The optical element 70 is configured to focus the excitation light beam 11 in the fluid 200 between the two portholes 23, 24 of the measuring cell 20. The optical element 70 is for example a lens or an objective.

[0044] Le dispositif optique 30 est au moins partiellement réfléchissant. De préférence, le dispositif optique 30 est un miroir concave. Le dispositif 30 comprend par exemple un miroir sphérique disposé de façon à ce que son centre de courbure soit sur l’axe optique principal OA, à équidistance entre les deux hublots 23, 24. [0044] The optical device 30 is at least partially reflective. preferably, the optical device 30 is a concave mirror. The device 30 comprises for example a spherical mirror arranged so that its center of curvature is on the main optical axis OA, equidistant between the two portholes 23, 24.

[0045] Comme le montre la figure 1 , le dispositif optique 30 est disposé en face du second hublot 24. Le dispositif optique 30 permet ainsi de réfléchir vers le second hublot 24 la lumière provenant de ce dernier. Le dispositif optique 30 est donc placé à l’opposé de la source de lumière 10 par rapport à la cellule de mesure 20. [0045] As shown in Figure 1, the optical device 30 is arranged opposite the second porthole 24. The optical device 30 thus makes it possible to reflect the light coming from the latter towards the second porthole 24. The optical device 30 is therefore placed opposite the light source 10 relative to the measuring cell 20.

[0046] La cellule de mesure 20 est ainsi du type double passe car, associé avec le dispositif optique 30, elle permet une double excitation du fluide 200. En effet, le faisceau d’excitation 11 traverse la cellule de mesure 20 puis est refocalisé dans le fluide 200, ce qui permet de doubler l’excitation. Cette configuration optique a de plus l’avantage de doubler l’angle solide de collection en collectant la lumière émise vers le spectromètre 45 mais aussi celle émise vers le dispositif optique 30 qui est alors réfléchie et renvoyée vers le spectromètre 45. Le terme « double passe » est ainsi lié au trajet aller-retour du faisceau lumineux dans la cellule de mesure 20. Cependant, le fluide 200 ne traverse qu’une seule fois la cellule de mesure 20, dans le sens du flux, sans interruption du flux. [0046] The measuring cell 20 is thus of the double pass type because, associated with the optical device 30, it allows double excitation of the fluid 200. Indeed, the excitation beam 11 passes through the measuring cell 20 and is then refocused in the fluid 200, which makes it possible to double the excitation. This optical configuration also has the advantage of doubling the solid collection angle by collecting the light emitted towards the spectrometer 45 but also that emitted towards the optical device 30 which is then reflected and returned to the spectrometer 45. The term “double pass” is thus linked to the round trip path of the light beam in the measuring cell 20. However, the fluid 200 only passes through the measuring cell 20 once, in the direction of the flow, without interruption of the flow.

[0047] Le capteur de pression 50 est adapté à mesurer une pression du fluide 200. Le capteur de pression 50 est plus particulièrement adapté à mesurer la pression du fluide 200 dans la cellule de mesure 20, c’est-à-dire dans le conduit fluidique. Les sections des conduits d’acheminement 302, 303 et de l’enveloppe 25 étant choisies pour éviter les changements de pression, la pression du fluide 200 peut en pratique être mesurée dans les conduits d’acheminement 302, 303 ou dans le conduit fluidique. Le capteur de pression 50 peut donc être placé à ces endroits. [0047] The pressure sensor 50 is adapted to measure a pressure of the fluid 200. The pressure sensor 50 is more particularly adapted to measure the pressure of the fluid 200 in the measuring cell 20, that is to say in the fluid conduit. The sections of the conveying conduits 302, 303 and of the casing 25 being chosen to avoid pressure changes, the pressure of the fluid 200 can in practice be measured in the conveying conduits 302, 303 or in the fluid conduit. The pressure sensor 50 can therefore be placed at these locations.

[0048] Toutefois, le capteur de pression 50 est de préférence placé dans la cellule de mesure 20, c’est-à-dire à l’intérieur du conduit fluidique. Il est par exemple agencé contre l’enveloppe 25, et plus spécifiquement contre la face de l’enveloppe 25 qui est au contact du fluide 200, tel que représenté en figure 1 . [0048] However, the pressure sensor 50 is preferably placed in the measuring cell 20, that is to say inside the fluid conduit. It is for example arranged against the casing 25, and more specifically against the face of the casing 25 which is in contact with the fluid 200, as shown in FIG. 1.

[0049] De manière encore plus préférentielle, le capteur de pression 50 est situé à moins de 10 cm d’un des hublots 23, 24. [0049] Even more preferably, the pressure sensor 50 is located less than 10 cm from one of the portholes 23, 24.

[0050] Le capteur de pression 50 est de préférence un capteur de pression connecté, ce qui simplifie sa connexion avec l’unité de calcul 60. En variante, le capteur de pression peut être une jauge de pression. [0050] The pressure sensor 50 is preferably a connected pressure sensor, which simplifies its connection with the computing unit 60. Alternatively, the pressure sensor may be a pressure gauge.

[0051 ] Le capteur de pression 50 est adapté à mesurer des pressions comprises entre 0 et 6 bars. De préférence, le capteur de pression 50 est adapté à mesurer la pression du fluide 200 à une fréquence comprise entre 0,1 Hz et 10 Hz. [0051] The pressure sensor 50 is adapted to measure pressures between between 0 and 6 bars. Preferably, the pressure sensor 50 is adapted to measure the pressure of the fluid 200 at a frequency between 0.1 Hz and 10 Hz.

[0052] L’unité de calcul 60 comprend au moins une mémoire et au moins un processeur. L’unité de calcul 60 comprend aussi des interfaces permettant à l’unité de calcul 60 de recevoir des informations du spectromètre 45 et du capteur de pression 50. Ici, l’unité de calcul 60 agit comme boîtier de synchronisation et déclencher des acquisitions de données du spectromètre 45 et du capteur de pression 50, ce qui signifie que l’unité de calcul 60 commande les acquisitions de données. [0052] The computing unit 60 comprises at least one memory and at least one processor. The computing unit 60 also comprises interfaces allowing the computing unit 60 to receive information from the spectrometer 45 and the pressure sensor 50. Here, the computing unit 60 acts as a synchronization box and triggers data acquisitions from the spectrometer 45 and the pressure sensor 50, which means that the computing unit 60 controls the data acquisitions.

[0053] La mémoire de l’unité de calcul 60 est un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur permettent de déterminer la concentration d’au moins un composant chimique du fluide 200 sur la base de données fournies par le spectromètre 45 et le capteur de pression 50. [0053] The memory of the computing unit 60 is a computer-readable recording medium comprising instructions which, when executed by the processor, make it possible to determine the concentration of at least one chemical component of the fluid 200 on the basis of data provided by the spectrometer 45 and the pressure sensor 50.

[0054] Le système de mesure 100 permet de mettre en œuvre un procédé de mesure de la concentration d’au moins un composant chimique du fluide 200. Ce procédé est décrit en référence aux figures 3 à 5. Sur ces figures, le fluide 200 comprend à titre d’exemple deux composants, à savoir du diazote et du dihydrogène. A des fins illustratives, les concentrations sont prédéterminées : la concentration de diazote est de 20% et la concentration de dihydrogène est de 80%. On va ici vérifier que la méthode permet bien de retrouver par la mesure ces concentrations prédéterminées. De même, sur ces figures, les variations de pression du fluide 200 sont contrôlées. [0054] The measuring system 100 makes it possible to implement a method for measuring the concentration of at least one chemical component of the fluid 200. This method is described with reference to FIGS. 3 to 5. In these figures, the fluid 200 comprises, for example, two components, namely nitrogen and hydrogen. For illustrative purposes, the concentrations are predetermined: the nitrogen concentration is 20% and the hydrogen concentration is 80%. Here, we will verify that the method makes it possible to find these predetermined concentrations by measurement. Similarly, in these figures, the pressure variations of the fluid 200 are monitored.

[0055] De préférence, les étapes du procédé sont répétées pour permettre un suivi des concentrations en temps réel, c’est-à-dire en continu. Toutefois, il est possible d’implémenter une seul fois ces étapes pour obtenir une seule mesure à un instant donné. [0055] Preferably, the steps of the method are repeated to allow monitoring of the concentrations in real time, i.e. continuously. However, it is possible to implement these steps only once to obtain a single measurement at a given time.

[0056] Comme le montre la figure 2, ce procédé commence par une première étape E1 d’émission du faisceau lumineux d’excitation 11 par la source de lumière 10. [0056] As shown in Figure 2, this method begins with a first step E1 of emission of the excitation light beam 11 by the light source 10.

[0057] Le procédé se poursuit par une deuxième étape E2 comprenant la diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux d’excitation 11 à travers le fluide 200 de sorte à former un premier faisceau lumineux 12. [0057] The method continues with a second step E2 comprising the diffusion and/or transmission of the excitation light beam 11 through the fluid 200 so as to form a first light beam 12.

[0058] Comme visible sur la figure 1 , cette deuxième étape E2 comprend aussi la transmission du faisceau lumineux d’excitation 11 par le premier hublot 23 et la transmission du premier faisceau lumineux 12 par le second hublot 24. Le premier faisceau lumineux 12 traverse le second hublot 24 en direction du dispositif optique 30. [0058] As visible in Figure 1, this second step E2 also includes the transmission of the excitation light beam 11 through the first porthole 23 and the transmission of the first light beam 12 through the second porthole 24. The first light beam 12 passes through the second porthole 24 towards the optical device 30.

[0059] Le procédé comprend ensuite une troisième étape E3 dans lequel le dispositif optique 30 réfléchit le premier faisceau lumineux 12 en un faisceau lumineux réfléchi 13 en direction du second hublot 24, et donc en direction du fluide 200. Le dispositif optique 30 est positionné afin de recevoir le premier faisceau lumineux 12. Le dispositif optique 30 réfléchissant est positionné en dehors de la cellule de mesure 20. Cet arrangement évite toute interaction entre le fluide 200 et un revêtement réfléchissant, par exemple métallique, du dispositif optique 30, ce qui permet d’éviter de polluer le fluide 200. Le dispositif optique 30 est configuré pour focaliser le faisceau lumineux réfléchi 13 dans la cellule de mesure 20 entre les deux hublots 23, 24, par exemple au milieu des deux hublots 23, 24. [0059] The method then comprises a third step E3 in which the optical device 30 reflects the first light beam 12 into a reflected light beam 13 in the direction of the second porthole 24, and therefore in the direction of the fluid 200. The optical device 30 is positioned to receive the first light beam 12. The reflecting optical device 30 is positioned outside the measuring cell 20. This arrangement avoids any interaction between the fluid 200 and a reflective coating, for example metallic, of the optical device 30, which makes it possible to avoid polluting the fluid 200. The optical device 30 is configured to focus the reflected light beam 13 in the measuring cell 20 between the two portholes 23, 24, for example in the middle of the two portholes 23, 24.

[0060] Le procédé comprend alors une quatrième étape E4 comprenant la diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux réfléchi 13 à travers le fluide 200 de sorte à former un deuxième faisceau lumineux 14. [0060] The method then comprises a fourth step E4 comprising the diffusion and/or transmission of the reflected light beam 13 through the fluid 200 so as to form a second light beam 14.

[0061 ] Comme visible sur la figure 1 , cette quatrième étape E4 comprend aussi la transmission du faisceau lumineux réfléchi 13 par le second hublot 24 et la transmission du deuxième faisceau lumineux 14 par le premier hublot 23. Le deuxième faisceau lumineux 14 traverse le premier hublot 23 en direction de l’élément optique 70. L’élément optique 70 permet de focaliser le deuxième faisceau lumineux 14 en direction du spectromètre 45. [0061] As visible in Figure 1, this fourth step E4 also comprises the transmission of the reflected light beam 13 by the second porthole 24 and the transmission of the second light beam 14 by the first porthole 23. The second light beam 14 passes through the first porthole 23 in the direction of the optical element 70. The optical element 70 makes it possible to focus the second light beam 14 in the direction of the spectrometer 45.

[0062] Le procédé comprend ensuite une cinquième étape E5 de génération, par le spectromètre 45, d’au moins une mesure de spectrométrie sur la base du deuxième faisceau lumineux 14. Le spectromètre 45 génère ici une mesure de spectrométrie par composant chimique, c’est-à-dire ici une pour le diazote et une pour le dihydrogène. [0062] The method then comprises a fifth step E5 of generation, by the spectrometer 45, of at least one spectrometry measurement on the basis of the second light beam 14. The spectrometer 45 here generates one spectrometry measurement per chemical component, i.e. here one for nitrogen and one for hydrogen.

[0063] Lorsque la cinquième étape E5 est répétée dans le temps (par exemple à chaque seconde), l’ensemble des mesures de spectrométrie associées à chaque composant chimique forme un signal de spectrométrie associé à ce composant chimique. Chaque signal comprend donc plusieurs mesures. Les mesures sont par exemple générées à une fréquence comprise entre 0,1 Hz et 1 Hz. [0063] When the fifth step E5 is repeated over time (for example every second), all of the spectrometry measurements associated with each chemical component form a spectrometry signal associated with this chemical component. Each signal therefore comprises several measurements. The measurements are for example generated at a frequency between 0.1 Hz and 1 Hz.

[0064] Dans l’exemple de la figure 3, le spectromètre 45 génère ici un premier signal de spectrométrie 41 pour le diazote et un deuxième signal de spectrométrie 42 pour le dihydrogène. Dans cet exemple, les mesures de spectrométrie sont générées toutes les secondes sur une période d’environ une heure. [0064] In the example of Figure 3, the spectrometer 45 here generates a first spectrometry signal 41 for nitrogen and a second spectrometry signal 42 for hydrogen. In this example, spectrometry measurements are generated every second over a period of approximately one hour.

[0065] Afin de réaliser ces mesures, le spectromètre 45 est configuré pour recevoir le deuxième faisceau lumineux 14, qui comprend ici des signaux Raman émis par le fluide 200. Le spectromètre 45 est plus particulièrement adapté pour détecter, dans le deuxième faisceau lumineux 14, un signal Raman émis par le fluide 200. Le signal Raman est émis notamment grâce à l’excitation du fluide 200 par le faisceau lumineux d’excitation 11 et par le faisceau lumineux réfléchi 13. Classiquement, le spectromètre 45 comprend un réseau de diffraction et un capteur de lumière. Il comprend aussi un système de traitement permettant de lire le capteur de lumière et d’en déduire les mesures de spectrométrie. [0065] In order to carry out these measurements, the spectrometer 45 is configured to receive the second light beam 14, which here comprises Raman signals emitted by the fluid 200. The spectrometer 45 is more particularly adapted to detect, in the second light beam 14, a Raman signal emitted by the fluid 200. The Raman signal is emitted in particular thanks to the excitation of the fluid 200 by the excitation light beam 11 and by the reflected light beam 13. Conventionally, the spectrometer 45 comprises a diffraction grating and a light sensor. It also comprises a processing system making it possible to read the light sensor and to deduce the spectrometry measurements therefrom.

[0066] Les mesures de spectrométrie peuvent être déduites d’un spectre obtenu en sommant une partie des pixels d’une même colonne du capteur de lumière. La figure 4 représente un exemple d’un tel spectre Raman. Sur le spectre Raman de la figure 4, une intensité I du signal fourni par le capteur de lumière est représentée en fonction du décalage Raman Aœ (en cm’1). Cette intensité I présente en particulier un premier pic à environ 2301 cm’1 correspondant au diazote (N2) et un deuxième pic à environ 4100 cm’1 correspondant au dihydrogène (H2). Sur la figure 4, les intensités sont présentées en unités arbitraires correspondant par exemple à un décompte de photons par le capteur de lumière. Ces spectres sont par exemple générés à une fréquence comprise entre 0,1 Hz et 1 Hz. [0066] The spectrometry measurements can be deduced from a spectrum obtained by summing a part of the pixels of the same column of the light sensor. Figure 4 represents an example of such a Raman spectrum. In the Raman spectrum of Figure 4, an intensity I of the signal provided by the light sensor is represented as a function of the Raman shift Aœ (in cm' 1 ). This intensity I has in particular a first peak at approximately 2301 cm' 1 corresponding to nitrogen (N2) and a second peak at approximately 4100 cm' 1 corresponding to hydrogen (H2). In Figure 4, the intensities are presented in arbitrary units corresponding for example to a photon count by the light sensor. These spectra are for example generated at a frequency between 0.1 Hz and 1 Hz.

[0067] De façon conventionnelle, pour chaque composant chimique, la mesure de spectrométrie peut correspondre à la hauteur du pic associé (par exemple le maximum du pic), ou à l’aire de ce pic, c’est-à-dire la surface de ce pic qui est par exemple calculée pour un intervalle de décalage prédéterminé. [0067] Conventionally, for each chemical component, the spectrometry measurement can correspond to the height of the associated peak (for example the maximum of the peak), or to the area of this peak, that is to say the surface of this peak which is for example calculated for a predetermined shift interval.

[0068] Chaque mesure de spectrométrie dépend de la concentration de l’élément chimique dans le fluide 200, de la pression du fluide 200 et de la puissance du faisceau d’excitation 11 (cette dernière étant connue). Ici, chaque mesure de spectrométrie dépend de façon globalement linéaire de la pression du fluide 200. [0068] Each spectrometry measurement depends on the concentration of the chemical element in the fluid 200, the pressure of the fluid 200 and the power of the excitation beam 11 (the latter being known). Here, each spectrometry measurement depends in a globally linear manner on the pressure of the fluid 200.

[0069] Ainsi, comme le montre la figure 3, le premier signal de spectrométrie 41 et le deuxième signal de spectrométrie 42 varient lorsque la pression de fluide 200 varie. Sur la figure 3, la pression du fluide 200 varie par paliers et de façon contrôlée. La pression du fluide 200 est ici incrémentée ou décrémentée approximativement toutes les 240 secondes de ±0,1 bars ±0,2 bars ou ±0,3 bars. En conséquence, les signaux de spectrométrie 41 , 42 varient aussi par paliers, ce qui est notamment visible pour le dihydrogène qui est présent en plus grande concentration. Sur la figure 3, les pics visibles entre les paliers correspondent ici à des régimes transitoires lors des changements de pression, la pression étant alors momentanément excessive avant de se stabiliser à la pression demandée. [0069] Thus, as shown in Figure 3, the first spectrometry signal 41 and the second spectrometry signal 42 vary when the fluid pressure 200 varies. In Figure 3, the pressure of the fluid 200 varies in steps and in a controlled manner. The pressure of the fluid 200 is here approximately incremented or decremented. every 240 seconds by ±0.1 bar ±0.2 bar or ±0.3 bar. As a result, the spectrometry signals 41, 42 also vary in steps, which is particularly visible for dihydrogen which is present in greater concentration. In Figure 3, the peaks visible between the steps correspond here to transient regimes during pressure changes, the pressure then being momentarily excessive before stabilizing at the required pressure.

[0070] Afin de prendre en compte des variations de pression, le procédé comprend une sixième étape E6 de mesure de la pression du fluide 200 au moyen du capteur de pression 50. Comme le montre la figure 2, la sixième étape E6 est mise en œuvre en parallèle des étapes E1 à E5. [0070] In order to take into account pressure variations, the method comprises a sixth step E6 of measuring the pressure of the fluid 200 by means of the pressure sensor 50. As shown in FIG. 2, the sixth step E6 is implemented in parallel with steps E1 to E5.

[0071 ] La mesure de pression est de préférence réalisée de façon synchrone avec la mesure de spectrométrie de chaque composant chimique. Aussi, lorsque les mesures de spectrométrie sont générées toutes les secondes, la pression est de préférence également mesurée toutes les secondes. De façon générale, la pression est par exemple mesurée à une fréquence comprise entre 0,1 Hz et 10 Hz. [0071] The pressure measurement is preferably carried out synchronously with the spectrometry measurement of each chemical component. Also, when the spectrometry measurements are generated every second, the pressure is preferably also measured every second. Generally, the pressure is for example measured at a frequency between 0.1 Hz and 10 Hz.

[0072] Chaque mesure de pression effectuée par le capteur de pression 50 fournit à l’unité de calcul 60 une valeur de pression. [0072] Each pressure measurement carried out by the pressure sensor 50 provides the calculation unit 60 with a pressure value.

[0073] L’unité de calcul 60 est alors programmée pour calculer, au cours d’une septième étape E7 du procédé, une concentration de chaque composant chimique. Elle calcule plus particulièrement une concentration pour chaque mesure de spectrométrie. [0073] The calculation unit 60 is then programmed to calculate, during a seventh step E7 of the method, a concentration of each chemical component. More particularly, it calculates a concentration for each spectrometry measurement.

[0074] On décrit ici en détail le calcul de la concentration seulement pour une mesure de spectrométrie, et donc seulement pour un composant chimique, appelé le composant chimique. [0074] Here we describe in detail the calculation of the concentration only for a spectrometry measurement, and therefore only for a chemical component, called the chemical component.

[0075] L’unité de calcul 60 associe tout d’abord la mesure de spectrométrie à une valeur de pression, plus spécifiquement la valeur de pression correspondant au moment où la mesure de spectrométrie est générée. La mesure de spectrométrie et la mesure de pression qui y est associée sont donc concomitantes, et de préférence simultanées. Ici, cela signifie par exemple que la mesure de pression et la mesure de spectrométrie sont séparées de moins de 10 secondes et de préférence de moins 5 secondes et de manière encore plus préférentielle de moins de 1 seconde. [0075] The calculation unit 60 first associates the spectrometry measurement with a pressure value, more specifically the pressure value corresponding to the moment when the spectrometry measurement is generated. The spectrometry measurement and the pressure measurement associated with it are therefore concomitant, and preferably simultaneous. Here, this means for example that the pressure measurement and the spectrometry measurement are separated by less than 10 seconds and preferably less than 5 seconds and even more preferably less than 1 second.

[0076] La septième étape E7 comprend ensuite la conversion de la mesure de spectrométrie en concentration initiale du composant chimique au moyen d’une fonction de calibration. [0076] The seventh step E7 then comprises converting the spectrometry measurement into the initial concentration of the chemical component by means of a calibration function.

[0077] La fonction de calibration est ici préenregistrée sur la mémoire de l’unité de calcul 60. La fonction de calibration est représentative d’une relation affine entre la mesure de spectrométrie et la concentration du composant chimique. Elle est par exemple déterminée grâce à la mesure d’un fluide étalon comprenant une concentration connue du composant chimique. La fonction de calibration est établie pour une pression de référence, prédéterminée et contrôlée, du fluide étalon. La fonction de calibration est par exemple établie pour une pression de référence comprise entre 1 et 2 bars. A titre d’exemple, elle est ici établie pour une pression de référence de 1 ,5 bars. [0077] The calibration function is here pre-recorded in the memory of the calculation unit 60. The calibration function is representative of an affine relationship between the spectrometry measurement and the concentration of the chemical component. It is for example determined by measuring a standard fluid comprising a known concentration of the chemical component. The calibration function is established for a predetermined and controlled reference pressure of the standard fluid. The calibration function is for example established for a reference pressure of between 1 and 2 bars. For example, it is established here for a reference pressure of 1.5 bars.

[0078] La fonction de calibration est spécifique au composant chimique. En pratique, l’unité de calcul 60 a donc en mémoire une fonction de calibration par composant chimique. [0078] The calibration function is specific to the chemical component. In practice, the calculation unit 60 therefore has in memory a calibration function per chemical component.

[0079] La concentration initiale du composant chimique est pour le moment dépendance de la pression du fluide 200. [0079] The initial concentration of the chemical component is currently dependent on the pressure of the fluid 200.

[0080] La septième étape E7 comprend ensuite le calcul d’une concentration intermédiaire du composant chimique en multipliant la concentration initiale du composant chimique par la pression de référence, c’est-à-dire la pression à laquelle a été établie la fonction de calibration. La concentration initiale est donc par exemple multipliée par un facteur 1 ,5 correspondant à la pression de référence évoquée en exemple ci-dessus. Lorsque la calibration a été faite à une pression de référence de 1 bar, ce calcul est facultatif puisqu’il revient à multiplier la concentration initiale par 1 . [0080] The seventh step E7 then comprises the calculation of an intermediate concentration of the chemical component by multiplying the initial concentration of the chemical component by the reference pressure, i.e. the pressure at which the calibration function was established. The initial concentration is therefore, for example, multiplied by a factor of 1.5 corresponding to the reference pressure mentioned in the example above. When the calibration was carried out at a reference pressure of 1 bar, this calculation is optional since it amounts to multiplying the initial concentration by 1.

[0081 ] La septième étape E7 comprend ensuite le calcul de concentration du composant chimique en divisant la concentration intermédiaire par la valeur de pression, fournie par le capteur de pression 50 à la sixième étape E6, qui est associée à la mesure de spectrométrie. [0081] The seventh step E7 then comprises the calculation of the concentration of the chemical component by dividing the intermediate concentration by the pressure value, provided by the pressure sensor 50 in the sixth step E6, which is associated with the spectrometry measurement.

[0082] La concentration est alors indépendante de la pression du fluide 200. [0082] The concentration is then independent of the pressure of the fluid 200.

[0083] Lorsque les mesures de spectrométrie sont répétées dans le temps, l’ensemble des concentrations peut être représentées sous forme graphique, et cela pour chaque composant chimique. La figure 5 illustre les concentrations (en pourcentage) du fluide 200 sur la même échelle de temps que celle de la figure 3. Sur cette figure, on observe que le fluide 200 présente bien des concentrations stables malgré les changements de pression par paliers. La concentration calculée de diazote est approximativement de 20% et celle dihydrogène approximativement de 80% (ce qui donne bien une concentration totale en composant chimique de 100%). Les données représentées sur la figure 5 correspondent ainsi à celles de la figure 3 une fois corrigées de la pression. Les pics visibles sur la figure 5 correspondent ici encore aux régimes transitoires lors des changements de pression. [0083] When the spectrometry measurements are repeated over time, all of the concentrations can be represented graphically, for each chemical component. Figure 5 illustrates the concentrations (as a percentage) of the fluid 200 on the same time scale as that of Figure 3. In this figure, it can be seen that the fluid 200 does indeed have stable concentrations despite the pressure changes in steps. The calculated concentration of nitrogen is approximately 20% and that of hydrogen approximately 80% (which gives a total concentration of chemical component of 100%). The data shown in Figure 5 thus correspond to those of Figure 3 once corrected for pressure. The peaks visible in Figure 5 again correspond to transient regimes during pressure changes.

[0084] Lorsque les mesures de spectrométrie sont répétées dans le temps, on peut noter qu’une même valeur de pression peut être associée à plusieurs mesures de spectrométrie successives, notamment lorsque la fréquence de génération des mesures de spectrométrie est supérieure à celle de mesure de la pression. Toutefois, comme évoqué précédemment, la fréquence de génération des mesures de spectrométrie est de préférence égale à celle de mesure de la pression. [0084] When the spectrometry measurements are repeated over time, it can be noted that the same pressure value can be associated with several successive spectrometry measurements, in particular when the frequency of generation of the spectrometry measurements is greater than that of pressure measurement. However, as mentioned previously, the frequency of generation of the spectrometry measurements is preferably equal to that of pressure measurement.

[0085] Lorsque le composant chimique d’intérêt, c’est-à-dire dont on cherche à mesurer la concentration, est également présent dans l’air, il est prévu d’appliquer une correction supplémentaire. Typiquement, cette correction est appliquée pour le diazote. En effet, les différents faisceaux lumineux vont interagir avec ce composant présent dans l’air, qui lui n’est pas sensible aux variations de pression dans le conduit fluidique. [0085] When the chemical component of interest, i.e. the one whose concentration is to be measured, is also present in the air, an additional correction is to be applied. Typically, this correction is applied for nitrogen. Indeed, the different light beams will interact with this component present in the air, which is not sensitive to pressure variations in the fluid conduit.

[0086] Il est donc prévu d’acquérir une mesure de spectrométrie de référence généré par le spectromètre 45 lorsqu’un fluide en flux dépourvu de ce composant chimique, ici de diazote, s’écoule dans le conduit fluidique. [0086] It is therefore planned to acquire a reference spectrometry measurement generated by the spectrometer 45 when a flowing fluid devoid of this chemical component, here nitrogen, flows in the fluid conduit.

[0087] Préalablement à la conversion de la mesure de spectrométrie en concentration initiale, la mesure de spectrométrie est corrigée du signal de référence. En pratique, l’unité de calcul 60 effectue une différence entre la mesure de spectrométrie du diazote et la mesure de référence, ce qui permet de retrancher la contribution de l’air ambient. C’est ensuite cette différence qui est convertie en concentration initiale. [0087] Prior to converting the spectrometry measurement into initial concentration, the spectrometry measurement is corrected for the reference signal. In practice, the calculation unit 60 makes a difference between the nitrogen spectrometry measurement and the reference measurement, which makes it possible to subtract the contribution of the ambient air. It is then this difference which is converted into initial concentration.

[0088] La présente invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention. [0088] The present invention is in no way limited to the embodiments described and shown, but those skilled in the art will be able to provide any variant in accordance with the invention.

[0089] Par exemple, les valeurs de pression peuvent bien entendu être exprimées d’en d’autres unités qu’en bars. Il est seulement nécessaire que les valeurs de pression soient exprimées dans les mêmes unités pour tous les calculs de la septième étape E7. [0089] For example, the pressure values can of course be expressed in units other than bars. It is only necessary that the pressure values be expressed in the same units for all the calculations in the seventh step E7.

Claims

REVENDICATIONS [Revendication 1 ] Système de mesure (100) d’une concentration d’au moins un composant chimique d’un fluide en flux (200) pour un système générateur électrochimique (301 ), le système de mesure (100) comprenant : [Claim 1] A system (100) for measuring a concentration of at least one chemical component of a flowing fluid (200) for an electrochemical generator system (301), the measuring system (100) comprising: - une source de lumière (10) configurée pour émettre un faisceau lumineux d’excitation (11 ), - a light source (10) configured to emit an excitation light beam (11), - une cellule de mesure (20) comprenant un conduit fluidique adapté à un écoulement du fluide en flux (200), la cellule de mesure (20) comprenant deux hublots (23, 24) étanches disposés latéralement sur le conduit fluidique et positionnés en regard l’un de l’autre sur un axe optique principal (OA) transverse au conduit fluidique, les hublots (23, 24) étant respectivement agencés pour recevoir le faisceau lumineux d’excitation (11 ) et transmettre un premier faisceau lumineux (12) formé par diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux d’excitation (11 ) à travers le fluide en flux (200), - a measuring cell (20) comprising a fluid conduit adapted to a flow of the fluid in flux (200), the measuring cell (20) comprising two sealed portholes (23, 24) arranged laterally on the fluid conduit and positioned opposite one another on a main optical axis (OA) transverse to the fluid conduit, the portholes (23, 24) being respectively arranged to receive the excitation light beam (11) and transmit a first light beam (12) formed by diffusion and/or transmission of the excitation light beam (11) through the fluid in flux (200), - un dispositif optique (30) au moins partiellement réfléchissant positionné pour réfléchir le premier faisceau lumineux (12) et former un faisceau lumineux réfléchi (13) en direction du fluide en flux (200), les hublots (23, 24) étant respectivement agencés pour recevoir le faisceau lumineux réfléchi (13) et transmettre un deuxième faisceau lumineux (14) formé par diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux réfléchi (13) à travers le fluide en flux (200),- an optical device (30) at least partially reflecting positioned to reflect the first light beam (12) and form a reflected light beam (13) towards the flowing fluid (200), the portholes (23, 24) being respectively arranged to receive the reflected light beam (13) and transmit a second light beam (14) formed by diffusion and/or transmission of the reflected light beam (13) through the flowing fluid (200), - un spectromètre (45) Raman configuré pour recevoir le deuxième faisceau lumineux (14) et générer, sur la base du deuxième faisceau lumineux (14), une mesure de spectrométrie, - a Raman spectrometer (45) configured to receive the second light beam (14) and generate, on the basis of the second light beam (14), a spectrometry measurement, - un capteur de pression (50) adapté à mesurer une pression du fluide en flux (200), - a pressure sensor (50) adapted to measure a pressure of the flowing fluid (200), - une unité de calcul (60) programmée pour déterminer la concentration du au moins un composant chimique sur la base de la mesure de spectrométrie et de la pression du fluide en flux (200). - a computing unit (60) programmed to determine the concentration of the at least one chemical component on the basis of the spectrometry measurement and the pressure of the flowing fluid (200). [Revendication 2] Système (100) selon la revendication 1 , dans lequel le capteur de pression (50) est agencé à l’intérieur du conduit fluidique. [Claim 2] The system (100) of claim 1, wherein the pressure sensor (50) is arranged inside the fluid conduit. [Revendication 3] Système (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le capteur de pression (50) est positionné à moins de 10 cm de l’un des hublots (23, 24). [Claim 3] System (100) according to claim 1 or 2, wherein the pressure sensor (50) is positioned less than 10 cm from one of the portholes (23, 24). [Revendication 4] Système (100) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le capteur de pression (50) est une jauge de pression ou un capteur de pression connecté. [Claim 4] System (100) according to one of claims 1 to 3, wherein the pressure sensor (50) is a pressure gauge or a connected pressure sensor. [Revendication 5] Système (100) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le capteur de pression (50) est adapté à mesurer une pression inférieure à 6 bars. [Claim 5] System (100) according to one of claims 1 to 4, in which the pressure sensor (50) is adapted to measure a pressure less than 6 bars. [Revendication 6] Système (100) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le capteur de pression (50) est adapté à mesurer la pression du fluide en flux (200) de façon répétée à une fréquence comprise entre 0,1 et 10 Hz. [Claim 6] System (100) according to one of claims 1 to 5, wherein the pressure sensor (50) is adapted to measure the pressure of the flowing fluid (200) repeatedly at a frequency between 0.1 and 10 Hz. [Revendication 7] Système (100) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le au moins un composant chimique est sélectionné parmi de l’eau, du diazote, du dihydrogène et du dioxygène [Claim 7] System (100) according to one of claims 1 to 6, wherein the at least one chemical component is selected from water, nitrogen, hydrogen and oxygen. [Revendication 8] Système (100) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’unité de calcul (60) est programmée pour calculer la concentration du au moins un composant chimique sur la base d’une division de la mesure de spectrométrie par la pression du fluide en flux (200). [Claim 8] System (100) according to one of claims 1 to 7, wherein the calculation unit (60) is programmed to calculate the concentration of the at least one chemical component on the basis of a division of the spectrometry measurement by the pressure of the flowing fluid (200). [Revendication 9] Système (100) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le au moins un composant chimique est également présent dans l’air ambiant, et dans lequel l’unité de calcul (60) est programmée pour appliquer une correction à la mesure de spectrométrie sur la base d’une mesure de spectrométrie de référence générée par le spectromètre (45) lorsqu’un fluide en flux (200) de référence qui est dépourvu dudit composant chimique s’écoule dans le conduit fluidique. [Claim 9] System (100) according to one of claims 1 to 8, wherein the at least one chemical component is also present in the ambient air, and wherein the computing unit (60) is programmed to apply a correction to the spectrometry measurement on the basis of a reference spectrometry measurement generated by the spectrometer (45) when a reference flowing fluid (200) which is devoid of said chemical component flows in the fluid conduit. [Revendication 10] Procédé de mesure d’une concentration d’au moins un composant chimique d’un fluide en flux (200) comprenant les étapes suivantes : [Claim 10] A method of measuring a concentration of at least one chemical component of a flowing fluid (200) comprising the following steps: - émission d’un faisceau lumineux d’excitation (11 ) ; - emission of an excitation light beam (11); - diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux d’excitation (11 ) à travers le fluide en flux (200) de sorte à former un premier faisceau lumineux (12) ;- diffusion and/or transmission of the excitation light beam (11) through the flowing fluid (200) so as to form a first light beam (12); - réflexion du premier faisceau lumineux (12) en un faisceau lumineux réfléchi (13) en direction du fluide en flux (200) et diffusion et/ou transmission du faisceau lumineux réfléchi (13) à travers le fluide en flux (200) de sorte à former un deuxième faisceau lumineux (14) ; - reflection of the first light beam (12) into a reflected light beam (13) in the direction of the flowing fluid (200) and diffusion and/or transmission of the reflected light beam (13) through the flowing fluid (200) so as to form a second light beam (14); - génération, par un spectromètre (45) Raman d’une mesure de spectrométrie sur la base du deuxième faisceau lumineux (14) ; - mesure d’une pression du fluide en flux (200) ; - generation, by a Raman spectrometer (45) of a spectrometry measurement on the basis of the second light beam (14); - measurement of a pressure of the fluid in flow (200); - calcul de la concentration du au moins un composant chimique sur la base de la mesure de spectrométrie et de la pression du fluide en flux (200). - calculation of the concentration of at least one chemical component on the basis of the spectrometry measurement and the pressure of the flowing fluid (200).
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