Brevet FR2272437A1 — publié le 19751219

L'invention a pour objet un thermostat commandant l'inten sité du courant alimentant un appareil e'lectrique, en fonction de la température à laquelle est soumise une sonde thermoélectri que De tels appareils sont utilisés généralement, quoique non exclusivement, pour couper ou rétablir le courant électrique alimentant un organe de chauffaqe disposé dans, ou à proximité d'une enceinte, de façon à maintenir constante, à une valeur prédéterminée réqlable, la température dans cette enceinte.Ils peuvent également être utilisés pour régler ou réquler le courant dans un appareilen fonction des variations de la température ambiante Dans les thermostats de types connus, la sonde thermoélectrique est en général une thermistanoe, qui commande, par des moyens divers, le courant à réqler. Selon l'un de ces moyens, la tension résultant du déséquilibre entre la valeur ohmique de la thermistance et celle d'une résistance de référence ajustable, polarise la base d'un tran sistor d'un étage préamplificateur, qui agit à son tour sur le circuit principal à régler. Selon un autre de ces moyens, la tension dans la thermis tance - qui- peut être à coefficient de température positif ou négatif - commande la durée de charge d'un condensateur, la décharge de celui-ci s'effectuant,alors,selon un cycle d'impul sions de durées variables, qui sont appliquées à un transistor unijonction inséré dans le circuit à commander. Ces dispositifs sont complexes, et ils exiqent en particulier, pour leur alimentation, une tension continue qui nécessite un circuit spécial de redressement. Le thermostat selon l'invention, n'est pas sujet à ces inconvénients, et présente, en outre, de nombreux avantages qui vont eAtre exposés dans ce qui suit. Ce thermostat est caractérisé par le fait que son ensem bie de pilotage est constitué par une source de rayonnement lumineux éclairant une cellule photo-électrique, par l'intermé diaire d'un élément occultant plus ou moins ledit rayonnement, en fonction de la température à l & uelle est soumis ledit élément. La source de rayonnement émet de préférence une lumière dans le spectrevisible, mais pourrait aussi émettre un rayon nement en dehors de ce spectre, en utilisant une source et une cellule adéquates. La cellule photo-électrique pourrait être une cellule pho to-émissive, mais il est-plus avantageux d'utiliser une cellule photo résistante. L'élément d'occultation interposé entre la source lumineu se et la cellule peut entre, par exemple, la colonne d'un simple thermomètre à dilatation de fluide, ou encore le ruban d'un bilame métallique. On peut aussi, selon l'invention, employer une cellule dont les caractéristiques varient en fonction de la composition spectrale du rayonnement qui lui est appliqué, et utiliser comme élément d'occultation un filtre chromique. On peut encore employer une source de rayonnement polarisé et utiliser, comme élément d'occultation, un filtre dont le plan de polarisation varie en fonction de la température. La cellule photo-électrique est insérée dans un circuit pilote, commandant l'intensité dans le circuit principal àrésler, par exemple par l'intermédiaire d'un élément du type DIAC/TRIAC. L'élément d'occultation peut, bien entendu, etre déplacé manuellement, en vue de permettre le réqlage de la valeur de consiqne de la température. Ce déplacement peut etre effectué par tout moyen connu, par exemple au moyen d'un bouton à Çépla- cement linéaire, rotatif, ou sinusoldal. Le déplacement pourrait aussi être effectué à distance, au moyen d'une commande par tiqe, cable, tringle, ou organe analogue. Par ailleurs, l'ensemble constituant la sonde thermo-élec trique, c'est-à-dire l'élément d'occultation et la cellule, pourrait etre éloigné du circuit pilote proprement dit, et etre relié à celui-ci par un capable électrique. Il est important de noter que le fonctionnement du thermos tat, selon l'invention, est proqressif, au lieu de s'effectuer par tout ou rien, puisque l'élément d'occultation vient s'interposer proqressivement, sous l'effet de la variation de la température, entre la source lumineuse et la cellule, dosant ainsi le flux lumineux reçu par cette dernière. La fiqure ci-annexée représente schématiquement, et à ti tre de simple exemple nullement limitatif, une forme possible de réalisation du thermostat à commande optique selon l'inven tion. Sur cette fiqure, 1 désigne l'ensemble de pilotage, compre nant une lampe 2, une cellule photo-résistante 3, et un élément d'occultation 4 sensible à la température, en l'occurence un thermomètre à fluide. L'ensemble 1 est relié par une connexion électrique 5 à un circuit électronique comportant essentiellement un TRIAC 6, ce dernier étant inséré dans le circuit principal à régler, lequel comporte en série une source d'alimentation 7, une inductance 8, et l'appareil à alimenter 9. Les avantages du thermostat à commande optique selon l'invention, sont nombreux et importants -- du fait de l'occultation progressive du rayon lumineux par l'élément d'occultation mobile, il permet un réqlage progressif du courant principal en fonction de la température, et non simplement un réglage par tout ou rien. - l'élément mobile d'occultation n'a aucun contact frottant ou glissant avec quelque autre partie de l'appareil que ce soit, ce qui élimine toute cause d'usure et de déréqlage, et assure une haute fiabilité ainsi qu'un parfait silence de fonctionnement. - l'élément d'occultation beut avoir une masse et une inertie très faibles, ce qui assure une grande sensibilité et une réponse rapide - l'appareil peut etre alimenté en tension alternative, sans nécessiter de régalage de celle-ci dans une lare gamme, et sa précision de fonctionnement n'est pas affectée par les variations de ladite tension. En outre, il ne nécessite pas d'étage de redressement, ce qui rend sa construction simple et peu onéreuse. - tous ses éléments ont une longue durée de vie ; la lampe pilote au néon a, en particulier, une durée de vie de l'ordre de 60 000 heures. - le courant- dans le circuit pilote, qui n'est que de quelques milliampères, peut provoquer la coupure instantanée d'un courant de plusieurs ampères, voire de plusieurs dizaines d'ampères, dans le circuit principal. REVENDICATIONS 1 - Thermostat destiné à commander le courant dans un circuit principal, alimentant un appareil électrique, en fonction de la température à laquelle est soumise une sonde ther mo-électrique, caractérisé par le fait qu'il comporte une source de rayons lumineux, une cellule photo-électrique connectée à un circuit pilote, commandant l'intensité dans le circuit principal, et un organe d'occultation sensible à la température, disposé entre la source lumineuse et la cellule, pour faire varier proqressivementle flux lumineux reçu par cette dernière, en fonction de ladite température. 2 - Thermostat, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe d'occultation disposé entre la lampe et la cellule est un thermomètre à dilatation de fluide. 3 - Thermostat, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe d'occultation est un ruban bi-métallique. 4 - Thermostat, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cellule a une sensibilité variant en fonction de la composition spectrale du rayonnement qu'elle reçoit, et que l'organe d'occultation est un filtre chromique. 5 - Thermostat, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la source lumineuse fournit une lumière polarisée et que l'organe d'occultation est un filtre dont le plan de polarisation tourne en fonction de son déplacement. 6 - Thermostat, selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la source lumineuse est une lampe à qaz rare, tel que le néon. 7 - Thermostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la source lumineuse émet un rayonnement en dehors du spectre visible, la cellule étant choisie de façon à etre sensible- audit rayonnementO 8 - Thermostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cellule photo-électrique est une cellule pho to-émissive. 9 - Thermostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cellule photo-électrique est une cellule photo résistante. 10 - Thermostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe d'occultation comporte un moyen de réglage manuel de sa position, en vue de permettre de faire varier la valeur de consigne de la température