Brevet FR2294433A1 — publié le 19760709

L'invention concerne la détection d'une onde de pression à travers une paroi. Une telle détection a de nu creuses applications. En effet, il est souvent impossible de disposer un capteur dans le même milieu que la source engendrant les ondes de pression que l'on cherche a déceler. C'est le cas notamment lorsque l'on veut localiser, grâce aux ondes de pression, d'éventuelles décharges électriques à l'intérieur d'un transformateur immergé dans un diélec- trique liquide. La présence de la paroi pose un problème délicat de liaison acoustique avec l'élément sensible du capteur que l'on a déja résolu par l'utilisation d'un solide tel qu'une aiguille ou un bloc de résine époxy disposé entre la paroi et l'élément sensible. Nais les jonctions entre le solide et la paroi sont fragiles ce qui rend les capteurs peu fiables, difficiles à lettre en place et à déplacer. La présente invention a pour but un capteur pour la détection d'une onde de pression à travers une paroi simple, fiable, robuste, d'une mise en place aisée et facile à déplacer. Elle a pour objet un capteur pour la détection d'une onde de pression a travers une paroi comportant un élément sensible aux ondes de pression et un milieu liquide en contact direct avec la paroi et l'élément sensible, qui assure la transmission des ondes de pression entre la paroi et l'élément sensible. D'autres caractéristiques et avantages de l*;nvention ressortiront de la description ci-apres d'un anode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel la figure I représente, en coupe, un capteur selon l'invention placé contre une paroi et la figure 2 représente le nome capteur en perspective éclatée. Le capteur représenté dans les figures comporte un corps métallique 2 renfermant une chaire 3 destinée à être remplie d'un liquide. Cette chaire 3 communique par une large ouverture avec la face du corps 2 qui vient en regard avec la paroi I lorsque le capteur est mis en place sur cette dernière et qui sera dénommée ci-après face avant, et par des canaux de remplissage 4 et 5 avec la face supérieure du corps 2. Un élément 6 sensible aux ondes de pression est disposé au fond de la chambre 3. Un joint torique 7 placé dans une gorge annulaire 8 creusée dans la face avant du corps 2 autour de l'ouverture de la chaibre 3 assure l'étanchéité entre la paroi I et le corps 2 du capteur0 La chambre 3 forte la partie avant d'un alésage traversant de part en part le corps 2 du capteur.L'élément 6 sensible aux ondes de pression est un disque en céramique piézoélectrique dont les faces métallisées constituent les électrodes de sortie. il est disposé dans le corps 2 du capteur, à l'intérieur de l'alésage contre un épaulesent 9 orienté vers la face arriere du corps 2 du capteur. L'une de ces faces constitue le fond de la chambre 3, l'étanchéité étant assurée en partie par le contact entre le bord de cette face et l'épaulement 9. Il est maintenu par pression élastique contre l'épaulement 9 grâce a un ensemble d'entretoises 10, 11, 12 et 13 repoussées par un couvercle 14 obturant la partie arriere de l'alésages L'ensemble d'entretoises comporte un disque métallique 10 disposé contre l'élément sensible 6 suivi d'un disque élastique 11, d'un tube 12 renfermant un amplificateur électronique 15 et d'une rondelle élastique 13.Le disque élastique 11 complète l'étanchéité du fond de la chambre 3 car il vient par écrasement au contact de la paroi interne de l'alésage. I1 assure en outre avec la rondelle élastique 13 l'étanchéité du volume intérieur au tube 12. Le disque piézoélectrique constituant l'élément sensible 6 est connecté électriquement, d'une part à l'entrée de l'amplificateur électronique 15 par l'intermédiaire du disque métallique 10 et, d'autre part, à la masse de ce m hue amplificateur électronique 15 par l'intermédiaire du corps métallique 2 du.capteur et de son épaulement 9.Les contacts électriques réalisés par pression entre les deux faces métallisées du disque piézoélectrique évitent des soudures délicates qui risqueraient d'endommager la métallisation des faces du disque et de diminuer la sensibilité de la céramique si la température de celle-ci dépassait localement son point de Curie. L'amplificateur électronique 15 a sa sortie connectée à une prise 16 fixee au couvercle -140 Il est particulièrement peu sensible aux parasites car il est enfermé dans une cellule entièrement blindée, les parois latérales de celle-ci étant constituées par le corps métallique 2 du capteur et ses parois d'extrémité par le couvercle 14 et la face métallisée du disque piézoélectrique qui repose sur l'épaulement 9. Des moyens de fixation sont disposés sur les faces latérales du corps 2 du capteur dans le prolongement de la face avant. Ils sont constitués par des semelles 17 de fixation magnétique comportant des aimants indépendants 18 montés sur ressorts. La fixation du capteur contre une paroi métallique telle qu'une cuve de transformateur est extrêmement rapide. Les ressorts assurent une pression sensiblement-constante quel que soit l'écrasement du joint 7. Les points d'application des forces de maintien sont répartis à l'extérieur de la surface de contact de ce joint 7, ce qui permet d'obtenir une bonne stabilité et une bonne étanchéité-de l'enseXble. Le système de fixation est en outre isolé électriquement du corps 2 du capteur par l'interposition de cales isolantes 19 et l'utilisation de vis isolantes 20, par exemple en nylon, ce qui permet, en combinaison avec te joint torique 7, d'isoler complètement le capteur de la paroi 1. Sur la face supérieure du corps 2 du capteur est fixé un bloc transparent 21 dans lequel se prolongent les canaux de remplissage 4 et 5. Ce bloc transparent 21 rend visible le niveau de remplissage de la chambre 3 et permet un contrôle permanent de la liaison acoustique entre la paroi et l'élément sensiblé 6, ce qui est impossible avec les capteurs de l'art antérieur utilisant un solide tel qu'une aiguille ou de la résine épozy co-e liaison acoustique. L'utilisation du capteur qui vient d'être décrit est très facile. I1 suffit de plaquer le capteur contre une paroi, à l'endroit désiré, et de remplir la chambre 3 par exemple à l'aide d'une seringue munie d'une aiguille coudée que l'on enfile dans l'un des canaux de remplissage 4 ou 5, le plein de ladite chambre étant fait lorsque le liquide apparut par l'autre canal de remplissage 5 ou 4. Pour enlever le capteur il suffit de l'arracher de la paroi, le faible molure de liquide qu'il contient étant facilement absorbé par un chiffon. On n'a pas indique ici les caractéristiques de l'amplificateur électronique 15 car elles sont à déterminer par l'homme du métier en fonction de celles de l'élément sensible. Dans l'application envisagée précédemment, c'est-à-dire le contrôle de la qualité des isolations d'un transformateur immergé dans de l'huile, il est avantageux de remplir d'huile la chambre du capteur ménagée à cet effet pour réaliser l'identité des milieux liquides de part et d'autre de la paroi et obtenir une impédance acoustique minimale entre la source et l'élément sensible du capteur. On peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Capteur pour la détection d'une onde de pression à travers une paroi (1) comportant un élément (6) sensible aux ondes de pression et un milieu liquide, en contact direct avec la paroi (1) et l'élément sensible (6), qui assure la transmission des ondes de pression entre la paroi (1) et l'élément sensible (6). 2/ Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte : - un corps (2) ayant une face, dite avant, destinée à venir en regard de la paroi (1), et une face, dite supérieure, formant le dessus dudit corps (2) lorsque le capteur est plaqué contre la paroi (1), - une chambre (3) pratiquée dans le corps (2) communiquant par une ouverture avec la face avant et par au moins un canal de remplissage (4, 5) avec la face supérieure, - et un joint (7) placé dans une gorge annulaire (8) creusée dans la face avant du corps (2) autour de l'ouverture de la chambre (3) et assurant l'étanchéité entre la paroi (1) et la face avant du corps (2), ledit élément sensible (6) étant disposé au fond de la chambre (3), cette dernière étant destinée a contenir ledit milieu liquide. 3/ Capteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens de fixation contre la paroi (1) disposés sur les faces latérales du corps (2) dans le prolongement de la face avant. 4/ Capteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un bloc transparent (21) fixé sur la face supérieure du corps (2) et dans lequel se prolongent les canaux de remplissage (4,5). 5/ Capteur selon la revendication 2, dans lequel ledit élément sensible (6) est un disque en matière piezoélectrique dont les faces Métallisées constituent les électrodes de sortie, caractérisé en ce que le contact électrique avec les électrodes est réalisé par pression. 6/ Capteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément sensible (6) a la forme d'un disque et que ladite chastre (3) forme la partie avant d'un alésage traversant de part en part le corps (2) de la face avant vers la face arrière et comportant un épaulement interne (9) orienté vers la face arrière, ledit élément sensible (6) étant disposé à l'intérieur de l'alésage et maintenu par pression élastique contre l'épaulement (9) grtce a un ensemble d'entretoises (10, 1I, 12 et 13) repoussées par un couvercle (14) obturant la partie arrière de l'alesageO 7/ Capteur selon la revendication 6, comportant un élément sensible (6) constitué par un disque piézoélectrique dont les faces métallisées constituent les electro- des et un amplificateur électronique (15) amplifiant les signaux électriques présents sur lesdites électrodes, caractérisé en ce que ledit corps (2) est métallique et que I'ensemble d'entretoises comporte un disque métallique (10) et une rondelle élastique (13), le disque métallique étant connecté electrique ent à l'entrée de l'amplificateur électronique (15) et le corps métallique (2) étant connecté électriquement à la nasse de l'amplificateur (15). 8/ Capteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit amplifica- teur (15) est enfermé dans une enceinte entièrement blindée, les parois latérales de celle-ci étant constituées par le corps métallique (2) et ses parois d'extrémite par le couvercle (14) qui est métallique et par la face métallisée du disque piézoélectrique qui repose sur l'épaulement (9). 9/ Capteur selon la revendication 3, caractérisé en oe que lesdits noyers de fixation comportent des semelles magnétiques (17) ayant des aimants indépendants (18) entés sur ressorts. 10/ Capteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de fixation sont isolés electriquenent du corps (2) du capteur.