Brevet FR2085852A1 — publié le 19711231

L'invention concerne un corps composé à conducteurs multiples, en fils dont la section est constituée de façon au placer dans une gaine métallique un nombre maximal de fils, tout en assurant en même temps une section de fil optimale. Les corps composés à conducteurs multiples sont particulièrement adéquats pour la fabrication de thermocouples à gaine. Les corps composés à plusieurs conducteurs, prévus pour la fabrication des thermocouples à gaine, consistent en une gaine métallique qui entoure plusieurs fils de thermocouples. Les fils des thermocouples sont protégés contre une liaison inopinée entre eux et vis-à-vis de la gaine métalliquei par un isolant approprié. La gaine métallique sert de protection contre les influences mécaniques et corrosives extérieures. Pour fabriquer les thermocouples à gaine en corps composés à plusieurs conducteurs, il faut établir, à une extrëmité du corps composé, une position de mesure. PÎur cela, les fils de thermocouples correspondants sont soudés en un thermocouple, en général par paires. Ensuite, la gaine qui les entoure est fermée par soudure. Cette dernière opération peut se faire avec ou sans contact des fils avec la gaine métallique. Après introduction du point de mesure dans un champ de température, les extrémités libres des fils incorporés dans le corps composé fournissent une tension thermoélectrique proportionnelle à la température, tension qui est utilisée pour la mesure des températures. Les thermocouples à gaine se distinguent des eapteurs de mesure de température armés connus par une stabilité et une souplesse élevées, une grande constance de la tension thermoélectrique dans le temps et un temps de réponse court. Les thermocouples à gaine connus jusqu'ici contiennent un nombre maximal de sept fils thermoélectriques de section circulaire. En conservant cette section de gaine annulaire, avec un diamètre extérieur inférieur à 1 mm, on ne peut pas placer plus de sept fils de thermocouples si on veut assurer un isolement satisfaisant des fils entre eux. La section de gaine annulaire et la section de fils de thermocouple circulaire sont choisies pour des raisons d'usinage. La constitution des thermocouples à gaine connus présente des inconvénients importants pour la technique d'application. Le nombre de fils de thermocouples de section circulaire qui peuvent être incorporés dans la gaine métallique est limité à sept au maximum dans les thermocouples à gaine actuels de petit diamètre. Mais, pour de nombreux problèmes de mesure, il en faut davantage. Dans les corps composés à conducteurs multiples, de tous diamètres extérieurs, à fils'de thermocouples de section circulaire, celle-ci est plus petite que nécessaire sans avantages supplémentaires dans le comportement de l'isolement. Cela provient du rapport géométrique d'un cercle dans le cercle. Bien des problèmes de mesure ne peuvent donc pas être résolus de façon optimale. Un autre effet défavorable est que,du fait de la section inutilement petite, les fils présentent une résistance à a cassure relativement faible. Cela conduit à de nombreux rebuts dans la fabrication de corps composés à conducteurs multiples. L'invention a pour objet d'éliminer les défauts mentionnés de ltétat de la technique et de permettre la fabrication de corps composés à conducteurs multiples à caractéristiques d'utilisation fortement améliorées. Le but de l'invention est d'augmenter le nombre possible de fils, dans un corps composé à conducteurs multiples, à une valeur supérieure à sept et d'augmenter la portion relative de surface des fils, dans la section du corps compos6, de tous diamètres extérieurs,sans dégrader la capacité d'isolement des fils entre eux. Grâce à-cette disposition, on peut, par exemple, traiter des problèmes de mesure de température dans la construction des moteurs et turbines, dans la technique nucléaire, en électrotechnique, dans l'industrie chimique et dans la recherche et le développement, qui n'avaient jusqu'ici pas de solution optimale, ou pas de solution du tout,avec les thermocouples et thermocouples à gaine connus.De plus,en obtient ainsi une meilleure possibilité d'utilisation des corps composés, liée à une meilleure rentabilité de leur fabrication. Selon l'invention, le problème est résolu du fait qu'au-lieu du produit de base utilisé jusqu'ici pour les conducteurs en forme de fils de section circulaire, dans les corps composésà deux conducteurs, on emploie un produit à section semi-circulaire, et, dans les corps composés à plusieurs conduc tours, un produit à section en forme de secteur circulaire ou triangulaire. Dans ce dernier, les sommets du triangle peuvent être arrnndis ou à bords aigus. Le côté de la section du fil tournée vers la paroi intérieure de la gaine est en formce d'arc de cercle, de préférence dans les corps composés à 4 à 8 conducteurs.Les distances entre fils voisins peuvent être1 de préf- rence, égales, eut colncider avec la plus petite distance entre la paroi intérieure de la gaine et le fil. Les fils doivent être placés de preférence dans le corps composé de façon telle que chaque fois deux fils de la même paire sont voisins. Dans un thermocouple à gaine, on peut incorporer des thermocouples différents, par exemple les deux appariements NiCr-Ni et Feconstantan. Les effets techniques de la solution de l'invention sont les suivants - le nombre de fils incorporables dans un corps composé à plusieurs conducteurs à gaine métallique annulaire peut être augmenté, même avec un petit diamètre extérieur, jusqu'à plus de sept, de préférence jusqu'à douze - la section des fils peut être sensiblement augmentée par rapport à l'emploi de fils à section circulaire et meme diamètre de gaine de section annulaire. De ce fait, la résistance linéaire des fils1 trop élevée dans les thermocouples à gaine pour différents problèmes de mesure, est considérablement diminuée.D'autre part, l'augmentation de résistance des fils à la cassure améliore la rentabilité de la fabrication - en incorporant les fils côte à côte alternati vexent, on peut constituer le point de mesure sans grandes dif ficultés par des procédés de soudure adéquats, même pour des thermocouples à dix fils de thermocouples et davantage - pour un même encombrement et une masse peu augmentée, on peut réunir en une position presque ponctuelle, au lieu de 3, jusqu'à 41 5 et plus de valeurs de mesure de température indépendantes les unes des autres - dans les thermocouples à gaine de section optimisée, la sécurité de mesure est améliorée par rapport à ceux qui ont des fils de section circulaire, à peu près dans le rapport des surfaces de section des fils incorporés. Linvention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés qui représentent un exemple de réalisation de lUinventionX dessins dans lesquels - la figure 1 montre la coupe d'un corps composé à deux- conducteurs - la figure 2 la coupe d'un corps composé à quatre conducteurs - la figure 3 la coupe d'un corps composé à six conducteurs - la figure 4 la coupe d'un corps composé à huit conducteurs - la figure 5 la coupe d'un corps composé à dix conducteurs. Dans la figure 1, les fils 2 ont une section semicirculaire. Dans la figure 2' les fils 2 ont la section d'un secteur en quart de cercle. Les cotés des fils 2,tournés vers la périphérie intérieure de la gaine métallique 1,ont une forme de section en quart de cercle. La figure 3 trouve application dans un cas concrêt. Le corps composé à plusieurs conducteurs, prévu pour la fabrication d'un thermocouple à gaine, doit avoir un diamètre extérieur de 2 mm. L'épaisseur de paroi de la gaine métallique 1 est de 0, 24 mm. La matière de la gaine est X18CrNiTil8.10. Le corps composé a six fils 2. Le rayon de la section des fils en secteur circulaire est de 0, i mm. La distance entre le fil et la paroi intérieure de la gaine est de 0, 18 mm. La distance entre deux fils voisins est également de 0, 18 mm.La distance entre deux fils opposés est de 0, 35 mm. (Une diminution proportionnelle de toutes les dimensions mentionnées ne présente aucune difficulté du point de vue de la fabrication et de l'ap plication!. Dans ce corps composé à 6 conducteurs, on obtient à partir de la forme des fils deux secteurs circulaires d'angle d'ouverture de 600. Les espaces intermédiaires,à l'intérieur du corps composé, sont remplis par une masse isolante 3 consistant en MgO. Les figures 4 et 5 illustrent les mêmes connaissances que décrit ci-dessus. Seulement, le nombre accru de fils 2 exige un angle d'ouverture plus petit en proportion pour les fils en forme de secteur circulaire, avec une diminution correspondante de la sécante. Dans les corps composés à plus de quatre fils, il est avantageux d'employer, comme produit de base pour les conducteurs,une section de fil triangulaire, car l'étirage du corps, composé à la cote exterieure voulue,provoque une déformation des fils approchant obligatoirement un secteur circulaire. Bien entendu luinvention n"est pas limite aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentéso à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de lninvention. REVENDICATIONS 10) Corps composé à conducteurs multiples avec fils de sections optimales, caractérisé par la disposition de deux fils en un produit de base à section de fil semicirculaireu ou de plusieurs fils en un produit de base à section de fils en forme de secteur circulaire ou de triangle 1dans une gaine mé-f ai- lique et dont les espaces intermediaires,entre fils et paroi intérieure de la gaine annulaire,remplis d'un bourrage, par exemple d'une masse isolante, sont de préférence égaux entre eux. 20) Corps composé à plusieurs conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fils sont placés de façon que les constituants différents d'une paire soient voisins. 3 ) Corps composé à plusieurs conducteurs selon les revendications l et 2, caractérisé en ce que les différents fils peuvent être) partiollement ou en totalité, en produits métalLiques différents entre eux.