Brevet FR2173795A1 — publié le 19731012

La présente invention se rattache aux secteurs de la technique relatifs aux capteurs de température à thermocouple, qui peuvent Btre associés aux appareils pyrométriques, indicateurs, régulateurs1 ou enregistreurs, analogiques ou numériques. En pyrométrie, la majorité des mesures est réalisée à l'aide de capteurs, constitués principalement d'un couple thermoélectrique, qui, suivant les conditions d'emploi (valeur de la température, nature du milieu d'utilisation), sera de composition différente. A part quelques cas très spéciaux, il est surtout fait usage de quatre natures de thermocouples Cuivre-constantan Fer-constantan Nickel chrome-nickel allié Platine rhodié 10 %-platine pur. Pour la vérification périodique des installations pyrométriques ou pour les contrtles de surveillance, l'opérateur doit disposer de divers capteurs, de cordons de liaison différents, et naturellement d'un pyromètre indicateur prévu pour des lectures à partir de ces quatre natures de thermocouples. Les inconvénients d'un tel appareillage sont bien connus encombrement, cobt d'achat élevé, risques d'erreurs importantes dues au raccordement entre le capteur et l'appareil de mesure par un "cordon compensateur" ne correspondant pas forcément au thermocouple utilisé. L'invention permet de réduire considérablement l'encombrement du matériel nécessaire, et d'éviter tous risques d'erreurs. L'invention consiste essentiellement à utiliser un capteur de température, composé de deux parties principales a) Un "manche universel", constitué d'une poignée, ayant de préférence une forme fonctionnelle adaptée à l'usage; le matériau utilisé est quelconque, par exemple métal injecté, matière plastique. Toutefois les mesures de température étant susceptibles d'être faites sur des pièces ou à proximité d'éléments portés à un potentiel élec trique par rapport à la terre, il est recommandé que toutes les parties pouvant entre en contact avec les mains, soient isolantes électriquement de-par leur nature, ou soient recouvertes d'une matière à haut pouvoir diélectrique. Cette pièce comporte à une extrémité une sortie, munie par exemple d'un presse-étoupe, pour un cible multiconducteur, dont chaque fil a une nature bien définie, leur ralle étant de servir de "cable de compensation. A l'autre extrémité, la pièce comporte une prise rapide multibroche ou un système multicontact, sur lequel viendront se fixer les différents éléments contenus dans la deuxième partie du capteur. b) Une pièce détectrice de température amovible, comprenant deux fils constituant un couple thermoélectrique, et ce point étant très important, ces deux fils sont de nature différente pour chaque pièce amovible; par exemple, une pièce sera équipée d'un couple cuivre-constantan, une autre d'un couple fer-constantan, une autre d'un couple nickel chrome-nickel allié, enfin une autre d'un couple platine rhodié 10 %-platine. Les formes, dispositions, et dimensions de ces pièces amovibles peuvent autre très diverses, suivant les utilisations prévues, mais ces éléments comportent toujours à l'extrémité non active, une prise rapide destinée à s'assujettir sur celle du "manche universel", et munie de deux broches ou contacts assurant la liaison électrique avec le cible de compensation convenable contenu dans le manche. En ce qui concerne les contacts entre ces deux pièces, ils peuvent entre réalisés sous la forme de douilles et fiches, de lames à pression sur plots, de lyres élastiques sur cosses, ou de tout autre ensemble, mais dans tous les cas, la résistance de contact doit Entre faible et stable, en raison de la faible tension délivrée par les thermocouples. Aussi de préférence seront utilisées des pièces massives en or allié avec de l'argent, du palladium ou du nickel , ou des pièces en bronze glucinium (assurant éventuellement I'élasticité), plaquées d'un des matériaux précieux ci-dessus. Il est bien évident que la liste des matériaux a été donnée à titre indicatif, mais que tout autre type remplissant les mimes qualités pourrait être utilisé. Le dessin annexé illustre à titre exemple un mode de réalisation conforme à la présente invention. Pour plus de clarté, le capteur a été représenté pour exécuter des mesures de température, à l'aide des quatre éléments thermoélectriques déja signalés : cuivre-constantan, fer-constantan, nickel chromenickel allié, platine rhodié 10 %-platine. Il est évident que cet ensemble peut entre prévu pour des éléments thermoélectriques de nature différente ou de nombre plus ou moins élevé. Sur le "manche universel" (1), la prise rapide est représentée par une embase filetée (2), comportant un détrompeur schématisé par un trou (3). Les douilles servant aux liaisons électriques avec la partie active sont repérées (4 - 5 - 6 et 7). Dans le cas présent, pour les 4 couples choisis, la douille (7) sera reliée au conducteur souple en cuivre du cible multiple (8), la douille (6) au conducteur souple en fer, la douille (5) au conducteur souple en cuivre-nickel, et la douille (4) au conducteur souple en constantan. l'ensemble de ces conducteurs, constituant le cible multiple (8) sort à l'autre extrémité, avec éventuellement un presse-étoupe (9) assurant l'étanchéité, et des cosses (10 - Il - 12 et 13) pour le branchement sur un appareil de mesure. L'élément détecteur (14), décrit sur la figure, possède un couple thermoélectrique (15), constitué d'un fil nickel-chrome relié à la broche (7'), et d'un fil nickel allié relié à la broche (4'). Si lîélé ment détecteur amovible comportait un couple fer-constantan, les broches correspondraient aux douilles (6) (fer) et (4) (constantan). La facilité d'emploi est particulièrement aisée : chaque élément détecteur amovible, du fait du détrompeur (3'), est immédiatement et sans risque d'erreur possible, connecté sur les fils compensateurs convenables. Dans un but de simplification, et pour réduire le prix de revient, dans exemple représenté sur la figure, le câble multiconducteur (8) ne comporte que 4 fils de compensation : un constantan, un cuivre, un fer, un cuivre-nickel, permettant les combinaisons suivantes : un fil de compensation en constantan et un en fer permettent de prolonger l'élément détecteur fer-constantan; un fil de compensation en constantan et un en cuivre permettent de prolonger, soit un élément détecteur cuivre-constantan, soit un élément détecteur nickel-çhrome nickel allié; enfin, un fil de compensation en cuivre et un en cuivre-nickel permettent de prolonger un couple platine rhodié 10 %-platine. En toute rigueur, cette méthode n'est pas valable pour des mesures de grande précision, l'alliage constantan pour chacun des thermocouples devant entre différent. Mais le calcul montre que pour des mesures industrielles, et compte tenu des sources d'erreurs d'utilisation, la précision des mesures est suffisante. Pour obtenir une plus grande facilité d'emploi, l'appareil de lecture pourra comporter autant de bornes que le cable (8) contient de conducteurs, et un sélecteur de gammes de mesure, qui branchera automatiquement sur le circuit interne les deux bornes à utiliser. REVENDICATIONS 1) Capteur de température multi-usages à thermocouple, caractérisé par le fait qu'il est constitué - d'une part, d'une pièce principale et unique, servant notamment de poignée isolante, et contenant un crible à plusieurs conduc teurs, dits de compensation, de nature convenablement choisie, en fonction des types de thermocouples mis en service, - et d'autre part, d'une ou plusieurs pièces amovibles et adaptables à la partie principale, à l'aide d'un système de fixation rapide. Chacune de ces pièces comporte à son extrémité un thermocouple. 2) Dispositif suivant la revendication 1), caractérisé par le fait que, pour éviter toute erreur de branchement, un système détrompeur ne permet de fixer la partie mobile sur la poignée que dans une position bien définie, qui fait correspondre le thermocouple uti lisé aux deux fils de compensation convenables. 3) Dispositif suivant la revendication 1), caractérisé par le fait que le mode de liaison électrique entre la poignée et la pièce adaptable est réalisé par des pièces métalliques (douilles, lames et plots lisses, etc...), dont la nature assure une faible et constante résistance de contacts. Ces pièces peuvent titre, soit en alliages de métaux précieux massifs, soit en métaux plaqués.