Conclusion
Radiothermométrie micro-ondes

R3030 v2 Article de référence

Conclusion
Radiothermométrie micro-ondes

Auteur(s) : Bertrand BOCQUET

Date de publication : 10 sept. 2002

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Sommaire
Médias

Présentation

1 - Principe physique et questions fondamentales

1.1 - Bruit thermique. Loi de Planck. Approximation de Rayleigh-Jeans
1.2 - Radiothermométrie en champ lointain ou en champ proche, à puissance totale ou par corrélation
1.3 - Équivalence entre mesure de température d’une impédance et d’un matériau

2 - Problème direct en radiothermométrie

2.1 - Radiothermométrie à puissance totale
2.2 - Radiothermométrie par corrélation

3 - Problème inverse en vue d’une radiothermométrie quantitative à distance

3.1 - Nécessité d’un bon protocole de mesure et questions préliminaires
3.2 - Méthode par optimisation multisonde ou multifréquentielle
3.3 - Méthode par déconvolution et filtrage
3.4 - Méthode par filtrage adaptatif de type Kalman

4 - Applications médicales et industrielles

4.1 - Différentes techniques de construction de radiomètres micro-ondes
4.2 - Applications médicales
4.3 - Applications industrielles
4.4 - Perspectives de radiothermomètres temps réels
4.5 - Radiothermomètre intelligent

5 - Conclusion

Bibliographie & annexes

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Auteur(s)

Bertrand BOCQUET : Professeur à l’IUT A de l’Université des Sciences et Technologies de Lille

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INTRODUCTION

La radiométrie est un terme assez large qui désigne la mesure de l’intensité du rayonnement électromagnétique qu’il soit ionisant ou non ionisant. Notre domaine d’intervention se situe au niveau des ondes électromagnétiques non ionisantes, où nous pouvons différencier deux domaines importants : les ondes optiques et les radiofréquences. Ce dernier domaine, moins développé que celui de l’optique, recèle cependant un potentiel important. Cela est particulièrement vrai dans le domaine des hyperfréquences ou micro-ondes (1 à 300 GHz). Cependant, compte tenu des longueurs d’onde utilisées, il apparaît des phénomènes de diffraction non négligeables. Aujourd’hui, les puissances de calcul nous permettent de prendre en compte des effets électromagnétiques complexes et d’avoir une information pertinente à partir des mesures.

Nous allons nous intéresser plus particulièrement à la détermination de la grandeur physique « température ». Le principe physique mis en œuvre pour ce type de mesure est le rayonnement électromagnétique d’origine thermique qu’émet tout corps dont la température est différente du zéro degré kelvin. L’intérêt principal de telles mesures est d’être non invasive sur des profondeurs bien plus élevées que celles de l’infrarouge.

L’objet de cet article est de montrer les potentialités d’une thermométrie par radiométrie micro-onde passive et la démarche permettant d’avoir accès à une information quantitative à distance de la température. Cette quantification aboutit au développement de thermomètres conduisant à une radiothermométrie en volume.

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Version archivée 1 de oct. 1987 par Yves LEROY

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r3030

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5. Conclusion

Nous avons montré que la radiothermométrie micro-onde a un rôle à jouer dans le monde des capteurs de température. L’IEMN a développé un grand nombre de style de radiomètre à des fréquences très diverses, qu’il soit monocapteur pour des mesures ponctuelles jusqu’à des radiomètres multicapteurs pour l’imagerie ou des radiomètres à corrélation pour l’amélioration des résolutions spatiales. L’analyse des mesures peut être faite sur au moins trois niveaux que sont les mesures en jauge, la détection et la quantification. À chacun de ces niveaux correspond des niveaux de difficulté croissante qui, néanmoins, s’amenuisent de jour en jour compte tenu des moyens de calcul dont nous disposons. Le graphe de la figure 22 résume les différentes possibilités de mesure.

Par ailleurs, un certain nombre de problèmes se lèvent et rendent cette technique de plus en plus attrayante. En premier lieu, les résolutions spatiales sont grandement améliorées par les traitements opérés sur les images radiométriques. En second lieu, le développement de l’électronique numérique rapide permet aujourd’hui d’envisager des mesures en temps réel, rapidité impossible à obtenir jusque maintenant. Elle pourrait donc attirer un nombre croissant d’industriels pour le contrôle de processus par exemple. En troisième lieu, les développements technologiques de la microélectronique micro-onde permettent aujourd’hui de concevoir des radiomètres sur des fréquences très diverses allant de 1 GHz à 100 GHz. Le coût de ce type de système peut rapidement décroître si la demande est importante. Nous pouvons donc aujourd’hui nous intéresser à des problèmes très divers, allant d’une diversité importante de matériaux scrutés à des excursions de température très larges.

Ainsi, des perspectives extrêmement intéressantes se dessinent et sont basées sur l’utilisation de nos systèmes thermiques mesurant des signaux de bruit. On peut dire que les mesures effectuées sont « écologiques » puisque les puissances mises en jeu sont très faibles.

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