Brevet FR2010237A1 — publié le 19700213

i 2010237 L'invention concerne un dispositif destiné à indiquer tout écart important, en particulier même local, sur une surface chauffée ou refroidie, par rapport à une température préalablement déterminée, et que l'on met en ser-5 vice de préférence pour des températures qui se situent entre 100 et 500°C, et également, dans des cas spéciaux, à des températures plus basses. Des appareils, qui seront désignés dans ce qui suit comme contrôleurs de la température super-10 ficielle, trouvent en particulier leur application dans l'industrie chimique pour la surveillance des températures des surfaces des cuves de réaction, comme par exemple les autoclaves à haute pression. Des détériorations, qui né pourraient être constatées de l'extérieur et qui se produiraient sur le garnissage inté-15 rieur de ces autoclaves, peuvent conduire à une élévation locale dangereuse de la température de la paroi de l'autoclave, et pourront être détectées en temps voulu par là mise en service du 1. contrôleur de la température superficielle suivant l'invention. De même des parois qui seraient menacées d'explosion peuvent 20 aussi être surveillées au point de vue surchauffe, dans les avions ou véhicules automobiles par exemple. Des appareils pour la surveillance de la température sur de grandes surfaces ont déjà été proposés. Dans un dispositif connu, il est prévu, dans ion tube 25 protecteur flexible, une chaîne de perles semi-conductrices cylindriques séparées, qui sont fixées en commun sur deux conducteurs de mesure parallèles qui ne se touchent pas. C'est la résistance électrique de toutes les perles semi-conductrices, raccordée en parallèle, qui s'établit entre les conducteurs de 30 mesure, qui sert de signal de départ pour l'indication des températures. Dans un autre modèle connu, des thermistors sont montés dans un tube protecteur à des distances régulières, chacun d'eux étant pourvu séparément de ses propres' 35 conducteurs, qui sortent indépendamment, et étant raccordé avec son propre appareil de mesure. En outre, on a déjà proposé une installation dans laquelle deux fils, de matières différentes qui conviennent pour la formation d'un thermocouple, sont posés 40 dans une masse semi-conductrice dans un tube protecteur sans 16128 2 2010237 qu'ils se tournent réciproquement. Les deux fils agissent comme thermo-couple aussitôt que la résistance électrique de la substance semi-conductrice s'effondre en un point en raison de l'élévation de la température, et par suite les deux fils sont mis 5 en ce point en court circuit par rapport à un poste de mesure. L'installation a pour but de réaliser un contrôleur de la température superficielle d'un modèle particulièrement simple dans sa construction et dont les indications en cas de surchauffe .sont sûres. 10 Le contrôleur de 1:invention est caractérisé par ce que,dans un tube protëcteur métallique allongé, flexible, sont placés deux fils métalliques faits de la même matière qui, sans se toucher entre eux et sans toucher le tube protecteur et sans qu'il se trouve sur toute la longueur de 15 la jauge thermique un espace intermédiaire qui agirait comme isolant thermique, sont insérés dans une substance semi-conductrice faite d'un ou de plusieurs oxydes des métaux des I à VIII ème groupe du système périodique des éléments,qui présentent un coefficient négatif élevé de résistance électrique en 20 fonction de la température, dispositif de construction simple donnant des indications sures. Dans la pratique,on enrobe deux fils d'une même substance métallique dans une substance semi-conductrice constituée par un ou plusieurs oxydes des métaux des 25 I au VIII ème groupe du système périodique des éléments,dont le coefficient de résistance électrique en fonction de la température est fortement négatif,et dans un tube protecteur métallique flexible, sans qu'ils se touchent entre eux.et sans qu'ils touchent le tube protecteur,cet enrobage existant sur toute la lon-30 gueur à l'intérieur du tube protecteur et sans espace intermédiaire qui formerait un isolement thermique. Comme signal de sortie pour la mesure de la température, on se sert de la résistance électrique de la substance semi-conductrice qui se trouve entre les 35 fils, et dont la température est déterminée. Si la température augmente sur un espace étroitement limité, et relativement peu, la résistance électrique entre les fils diminue déjà fortement, en correspondance avec le coefficient élevé négatif de la résistance électrique de ces substances semi-conductrices en fonction 40 de la température, et peut être indiquée optiquement et/ou acous-> 69 16128 3 2010237 tiquement par un appareil de mesure raccordé à une extrémité du contrôleur de la température superficielle» On peut aussi établir le contrôleur de la température superficielle en enrobant un fil seule-5 ment dans un tube protecteur métallique flexible de la même matière, sans qu'il ait de contact sur toute sa longueur avec le tube protecteur à l'intérieur duquel il est placé, et sans qu'il soit formé un espace intermédiaire qui pourrait agir comme isolant thermique, dans une substance semi-conductrice faite d'un 10 ou plusieurs oxydes des métaux des I à VIII ème groupe du système périodique des éJLéments, le tube protecteur remplissant la fonction de conducteur dsarrivée ou de départ du courant de mesure et étant raccordé à l'appareil de mesure. De préférence,, on utilise comme 15 substance semi-conductrice un ou plusieurs des oxydes des métaux fer, cobalt, ou nickel. On a constaté qu'il était particulièrement avantageux que le contrôleur de la température superficielle soit établie en constituant le tube protecteur et 20 les fils,de nickel,et la substance semi-conductrice,d'oxyde de nickel» Le contrôleur de la température superficielle suivant 1:invention est établi par exemple sous forme d'une jauge flexible en forme de câble, de section circu-25 laire. La jauge est sensible à la température de la même façon sur chaque point de sa longueur totale et est posée sur la surface qui doit être contrôlée,en formant des méandres, ou en spirale par exemple. Toute surchauffe locale qui se produirait dans le champ d'action d'un tel contrôleur de la température superfi-30 cielle sera indiquée par l'appareil de mesure annexé» Au lieu de la section circulaire, la jauge de mesure pourra aussi présenter une forme rectangulaire ou autre qui ne soit pas circulaire. La description se rapporte à 35 des exemples de réalisation représentés aux dessins joints dans lesquels : - La figure 1 représente sché-matiquement, en coupe longitudinale, un contrôleur de la température superficielle suivant l'invention» 40 - La figure 2 montre en coupe 69 16128 4 2010237 transversale un contrôleur de la température superficielle suivant l'invention. - La figure 3 montre la variation de la température en fonction de la résistance totale aux 5 extrémités des conducteurs d:un contrôleur de la température superficielle suivant l'invention. - La figure 4 montre en coupe transversale un autre modèle d:exécution du contrôleur de la température superficielle suivant 1!invention. 10 - La figure 5 montre un autre modèle d'exécution du contrôleur de la température superficielle suivant l:invention, schématiquement, et en coupe longitudinale. - La figure 6 montre un contrôleur de la température superficielle suivant la figure'5ien 15 coupe transversale. Le contrôleur de la température superficielle suivant l'invention présente une jauge de mesure 5>faite d'un tube protecteur 3 en nickel, flexible, dont le diamètre extérieur est, par exemple, de 3 mm et dont la paroi a une 20 épaisseur de 0,5 mm,dans lequel deux fils de nickel 1 et 2,tous deux de 0,5 mm de diamètre,sont enrobés dans une céramique semi-conductrice k d'oxyde de nickel. La jauge de mesure 5 a par exemple une longueur de 5 m,et est recourbée en forme de méandres et fixée sur la surface qui doit être surveillée. Comme il res-25 sort de la figure 3, la résistance électrique de ce contrôleur de la température superficielle tombe d'environ 10 ±L, à 300°C, à environ 50 à 500°C, de sorte que des surchauffes même faibles, sur des points localement étroitement limités,peuvent être indiquées d'une façon très sure sur un appareil de mesure appro-30 prié. Le modèle de contrôleur de la température superficielle suivant 1:invention de la figure 4 diffère de celui des figures 1 et 2 par le fait que le tube protecteur 8 présente une section transversale rectangulaire, dans 35 laquelle les deux fils 6 et 7 sont incorporés dans une céramique 9 en oxyde de nickel. Dans les modèles de contrôleur de la température superficielle suivant l'invention des figures 1 et 4, il n'est pas nécessaire que le tube protecteur et les 40 fils soient faits de la même matière, mais que seulement les 69 16128 5 2010237 fils entre eux le soient,pour éviter la formation de tensions thermo-électriques gênantes. Les figures 5 et 6 montrent un autre modèle d'exécution du contrôleur de la température super-5 ficielle suivant l'invention. XI est incorporé ici, à l'intérieur d'un tube protecteur 11 flexible en nickel, un fil 10 seulement en nickel dans une céramique semi-conductrice 12 en oxyde de nickel. Le tube protecteur 11 doit reprendre la fonction de conducteur d'arrivée ou de départ du courant de mesure, et être 10 raccordé en même temps que le fil 10 à l'appareil de mesure. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre 15 de l'invention. 69 16128 6 2010237 REVENDICATIONS 1°) Dispositif pour la surveillance de la température sur de grandes surfaces, caractérisé par ce que,dans un tube protecteur métallique allongé, flexible, 5 sont placés deux fils métalliques faits de la même matière qui, sans se toucher entre eux et sans toucher le tube protecteur, et sans qu'il se trouve sur toute la longueur de la jauge thermique un espace intermédiaire qui agirait comme isolant thermique, sont insérés dans une substance semi-conductrice faite d'un ou de 10 plusieurs oxydes des métaux des I à VIII ème groupe du système périodique des éléments,qui présentent un coefficient négatif élevé de résistance électrique en fonction de la température, dispositif de construction simpledonnant des indications sûres. 2°) Dispositif suivant la re-15 vendication 1, caractérisé par ce que,dans un tube protecteur métallique allongé flexible, est placé un seul fil fait de la même substance métallique, qui est inséré dans une substance semi-conductrice faite d'un ou plusieurs oxydes des métaux des I à VIII ème groupe du système périodique des éléments,présen-20 tant un coefficient négatif élevé de résistance électrique en fonction de la température. 3°) Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par ce que la substance semi-conductrice est constituée par un ou plusieurs des oxydes des 25 métaux fer, cobalt ou nickel. 4°) Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par ce que le tube protecteur et les fils sont constitués de nickel ou d'un alliage riche en nickel,et la substance semi-conductrice d'oxyde de nickel.