Brevet FR2136882A1 — publié le 19721229

Certaines montages calorimétriques comportent un creuset actif et un élément de référence dont on compare les états thermiquen. Pour cela on utilise plusieurs thermocouples dont les soudures sont au contact de ou près de la surface extérieure du creuset et de l'élément de référence. L'invention concerne un dispositif support de thermocouples perfectionné susceptible d'être employé dans un montage calorimétrique. Un ensemble-support calorimétrique selon l'invention comprend essentiellement une pièce de base avec des trous parallèles forés dans le sens de l'épaisseur et régi1ièrement répartis sur un contour fermé, de chaque coté de cette pièce des porte-couples isolants, en forme de tubes à plusieurs canaux, engagés dans les dits trous, des thermocouples dont les fils sont loges dans les dits canaux et dont les soudures dépassent des porte-couples, des connexions entre thermocouples et appareils de mesure. Dans une première variante, on a des trous borgnes débouchant al- ternativement sur chaque face de la pièce de base. Les connexions entre thermocouples peuvent se faire aux extrémités des porte-couples ou par des passages ménagés entre les trous dans l'épaisseur de la pièce de base. Dans une autre variante, les trous traversent la pièce de base et chaque porte-couple dépasse des 2 côtés de ladite pièce. Les connexions peuvent alors se faire aux eItremités des porte-couples ou par des orifices latéraux percés dans les parois des porte-couples. Ces variantes ne sont données qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les porte-couples délimitent, de chaque coté de la base, un espace cylindrique dont ils forment les génératrices de la surface extérieure. Un creuset ou un élément témoin est placé dans chacun de ces espaces, de façon que les soudures des thermocouples soient en relation thermique étroite avec lui. Les portecouples peuvent avoir des longueurs diverses, pour que la répartition des soudures actives couvre la surface latérale du creuset de la façon la mieux adaptée aux caractéristiques géométriques et thermiques du montage étudié. La pièce de base est le plus souvent une plaque ou une couronne. Le contour formé par les trous est de preférence une circonférence de diamètre exactement adapté à celui des creusets utilisés. La pièce de base peut néanmoins être pourvue de rebords extérieurs entourant les porte-couples, et constituant ainsi des écrans équirépartiteurs de protection vis-à-vis de l'environnement. A titre. d'exemples, quelques modes de réalisation de dispositifs selon l'invention et- de montages les utilisant, seront décrits ci-dessous avec référence aux figures. La figure L représente, en vue perspective, un dispositif selon l'invention (deuxième variante), comportant une pièce de base (1) en forme de couronne, percée de trous (2) placés sur une circonférence. Dans chacun d'eux passe un porte-couple (3) à 2 canaux, en alumine frittée. Dans cet exemple les portecouples sont alternativement de 2 longueurs différentes, de façon à mesurer la température sur le pourtour des creusets, à 2 hauteurs, gråce aux 2 séries de sou- dures (4) et (5) relatives aux 2 creusets qui prennent place dans les 2 espaces vides entourés par les porte-couples. Dans d'autres cas il sera jugé preférable d'em- ployer des porte-couples de. la même longueur ou des porte-couples alternés de plus de 2 sortes différentes. La - figure 2 représente la coupe axiale d'un montage à 1 creuset (21) et un témoin inerte (22) utilisant un dispositif du type décrit plus haut, avec des porte-couples (23) et (24) de 2 longueurs, mais dépassant également audessous de la base (25) en forme de couronne. Le creuset (21) est un cylindre creux en alumine, à paroi épaisse dans l'épaisseur de laquelle sont forés des trous borgnes parallèles à l'axe, dont les profondeurs correspondent aux longueurs des porte-couples. Ce creuset est placé sur les porte-couples de façon que les per les s'engagent dans les trous, les soudures se logeant dans les cavités libres au fond des dits trous.On assure ainsi le maintien très rigide du creuset et le couplage thermique intime des thermocouples avec le creuset du fait de leur position au fond des trous de la paroi. Tout contact éventuel entre les soudures et les produits du creuset est évité. Quelles que soient la répartition du produit étudié contenu dans le creuset et les hétérogénéités de température de l'environnexent, la mesure donne une bonne connaissance de l'étant thermique moyen du creuset. Le montage muiticouple ameliore la sensibilité. L' élément de référence inerte est constitué par un cylindre plein, de capacité calorifique et de forme extérieure voisines de celles du creuset actif. Les hétérogénéités de température y étant peu importantes, on a pu simplifier la forme du logeaent et la repartition des soudures ; on a creusé une gorge circu laire profonde et on a mis toutes les soudures au même niveau. Cette forge facilite les connexions entre porte-couples voisins. L'ensemble supporté par () est placé dans le four tubulaire (26) à longue zone homogène et à température program- mée ou constante. Sur la figure 5 est représentée, en coupe axiale, la partie superieure d'un dispositif selon la figure 1, muni d'un creuset (31) à paroi mince s'engageant à faible jeu à l'intérieur du faisceau des porte-coaples (32), et comportant un rebord supérieur (33). Une chemise t34) de faible épaisseur s'engage à l'extérieur des porte-couples. Le maintien en hauteur du creuset et de la chemise est obtPna par des épaulements usinés sur les porte-cowples. Les soudures (35) sont dans l'espace annulaire, subsistant entre la paroi du creuset et la chemise, au,dessus des porte-ca'ples. Sur la figure 4* est représenté, en coupe axiale, un montage différentiel à 2 creusets (41) (42) à paroi mince, utilisant un dispositif selon l'invention dont la pièce de base (43) comporte des bords (44) entourant portecouples et creusets. On a ainsi réalisé un cylindre à 2 zones, avec mesure thermique différentielle entre ces zones, l'élément de mesure étant en relation thermique avec les creusets et étant protégé de l'extérieur par un écran d'hoiogénéisa- tien. La disposition verticale représentee n'est pas la seule possible ; on peut aussi réaliser un montage symétrique horizontal. Dans un autre montage différentiel (figure 5), on utilise 2 dispositifs selon l'invention semblables à celui de la figure 2, dont les porte-couples inférieurs sont placés dans 2 gorges voisines d'un même bloc de référence. Par rapport à la disposition à 2 creusets placés verticalement l'un au-dessus de 1 'au- tre dans un four, le montage de la figure 5 a l'avantage d'une meilleure symétrie, d'où une meilleure stabilité. REVEDICATIOHS 1. Ensemble-support calorimétrique comportant essentiellement une pièce de base, avec des trous parallèles forés dans le sens de l'épaisseur et régalièrement répartis sur un contour fermé, de chaque coté de cette pièce des porte-couples isolants, en forme de tubes à plusieurs canaux, engagés dans les dits trous, des thermocouples dont les fils sont loges dans les canaux des porte-couples et dont les soudures dépassent des porte-couples, des connexions entre thermo couples et appareils de mesure. 2. Dispositif selon la revendication 1, où les trous et les porte-couples traver- sent la pièce de base. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, où les trous sont disposés en cercle. 4. Dispositif selon l'une des revendications l à 3, où les porte-couples sont de plusieurs longueurs. 5. Dispositif selon l'une des revendications l à 4, où les extrémités des porte couples sont à plusieurs niveaux, d'un côté au moins de la base. 6. Dispositif selon l'une des revendications l à 5, où la base est une couronne. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, où la base est prolongée par des rebords entourant les porte-couples. 8. Pontage calorimétrique comportant au moins un creuset à paroi épaisse avec des trous borgnes forés dans ladite paroi, les porte-couples d'un coté de la base d'un ensemble-support selon l'une des revendications l à 5 étant enfoncés dans ces trous. 9. Montage calorimétrique, comportant au moins un creuset à paroi mince placé à l'intérieur du cylindre délimité par les porte-couples d'un ensemble-support selon l'une des revendications l à 5, et une chemise placée à l'extérieur du même cylindre.