Brevet FR2351399A1 — publié le 19771209

La présente invention concerne un transducteur de pression de fluide. Le transducteur de pression de fluide selon l'invention comporte un corps creux divisé en un premier et un second compartiment étanches l'un par rapport à l'autre, le premier compartiment étant relie', en service1 à une première source de fluide à la pression à contrôler, tandis que le second compartiment est relié à une source de référence, les dits compartiments ayant une paroi commune qui est déformable en réponse aux variations de la pression du fluide de la première source comparée à celle du fluide de la source de référence, un support et un premier élément de butée montés à l'intérieur du corps et aptes à exécuter un mouvement relatif les rapprochant et les éloignant l'un de 1' autre, une pluralité d'autres éléments de butée portés élastiquement par le support et disposés de façon à venir en contact avec des parties respectives du premier élément de butée ou à s'en écarter à différentes positions de ce dernier relativement au support de façon que lorsque l'appareil est en service le nombre de ces autres éléments de butée en contact avec le premier varie en fonction des variations de la pression du fluide de la première source comparée à celle de celui de la source de référence, et des moyens pour produire un signal de sortie qui est fonction du nombre des autres éléments de butée en contact avec le premier. De préférence, le support est fixe et le premier élément de butée se rapproche et s'éloigne de lui en réponse à la déformation de la paroi commune. Les autres éléments de butée sont sollicités élastiquement vers des positions dans lesquelles ils s'étendent à des distances différentes d'une surface du support tournée vers une surface sensiblement plane du premier élément de butée. Dans une forme d'exécution avantageuse, les dits autres éléments de butée sont définis par des plongeurs dont les extrémités libres saillent à la dite surface du support. Le premier élément de butée et les autres sont de pré- férence électriquement conducteurs et une matière isolante est prévue entre les autres éléments de butée adjacents. Dans une forme d'exécution préférée, les moyens de production d'un signal de sortie produisent un signal électrique et comprennent un panneau de circuit porté par le support, les connexions électriques entre ledit panneau et les autres éléments de de butée étant fournies par des ressorts conducteurs qui sollicitent les dits éléments vers les positions dans lesquelles ils s' étendent à des distances différentes de la surface du support. La paroi commune forme de préférence au moins une partie d'une membrane élastique ou, comme variante, une partie d'un soufflet. Le déplacement du premier élément de butée en réponse à la déformation de la paroi est avantageusement guidé par une tige saillant sur cet élément et coulissant dans un alésage du support. Le mouvement du premier élément de butée qui l'écarte du support est limité de préférence par un organe d'arrêt. Le second compartiment est avantageusement relié à 1' atmosphère. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce transducteur: Fig. i est une vue en coupe axiale du transducteur selon l'invention; Fig. 2 est une vue en plan du support, les plongeurs ayant été omis; Fig. 3 est un schéma d'un circuit logique pour transformer en un signal binaire le signal de sortie du transducteur. Le transducteur selon l'invention comporte un corps creux métallique 11, qui présente la forme générale d'un godet dont le bord supérieur 12 est replié vers l'intérieur et qui est fermé, sans étanchéité, par un couvercle li Un support isolant li de résine synthétique, d'une forme générale cylindrique, est coincé entre le bord replié 12 et un épaulement intérieur 14 de la paroi du corps il et serre contre ledit épaulement 14 la zone périphérique d'une membrane élastique 16. Cette membrane divise donc l'intérieur du corps creux 11 en un premier et un second compartiment, respectivement 17 et 18 et constitue entre ces deux compartiments une cloison étanche. En service, le compartiment 18 est relié à l'atomsphère par des trous de mise a l'air libre 19 formés dans le support 15, tandis que le compartiment 17 est relié a une source de fluide dont la pression est à contrôler par un conduit 20, qui ne forme qu'une seule pièce avec le fond du corps creux 11. Dans la forme d'exécution représentée, le compartiment 17 doit être relié à une source de fluide à une pression inférieure à la pression atmosphérique et il avantageusement relié au collecteur d' admission d'un moteur â combustion interne de façon que le transducteur serve à contrôler la pression régnant à l'intérieur du dit collecteur. Le fond du corps Il définit un logement 21 pour une extrémité d'un ressort de compression hélicoïdal 22, dont l'autre extrémité est montée dans une plaquette d'arrêt ç portée par la membrane 16 sur sa face tournée vers l'oppose du support 15. Sur son autre face, la membrane 16 porte une plaque de contact en laiton 24, de forme générale plate, tandis qu'une tige de guidage 25 traverse la membrane 16, la plaquette d'arrêt 23 et la plaque de contact 24 qui, toutes trois, sont serrées entre un circlip 26 monté sur-la tige 25 et un épaulement 27 formé sur cette dernière.A une d ses extrémités, la tige de guidage 25 est montée avec un ajustement glissant dans un alésage axial 28 du support 15,26andins que son autre extrémité coulisse dans dans un prolongement vers l'intérieur du corps du conduit 20, ledit prolongement étant coaxial a l'alésage 28. En service, lorsque la membrane 16 exécute un mouvement qui, alternativement, la rapproche et l'éloigne du support 15, la tige de guidage 25 sert donc à maintenir la plaque decontact 24 dans un plan perpendiculaire à l'axe du support cylindrique 15. De préférence, le mouvement de la plaque 24 qui l'éloigne du support 15 est limité par un organe d'arrêt 37 porté par la tige de guidage 25 et apte à venir buter contre la face en bout libre du prolongement 29. Le support 15 présente aussi douze autres trous 31, qui s'étendent parallèlement à son axe et dont la paroi présente un épaulement de façon à définir une partie de plus petit diamètre à l'extrémité du support qui est tournée vers la plaque de contact 24, et qui sont disposés autour de l'alésage 28 comme on peut le voir à la fig. 2.. Dans chaque trou 31 coulisse un plongueur conducteur 32 muni d'une tête de plus grand diamètre 33, qui ne forme qu'une seule pièce avec lui et qui est logée dans la partie élargie du trou. Dans cette même partie est logé aussi un ressort de compression hélicoïdal 3i, qui est serré entre ladite tête 12 et une pièce de contact respective 35, portée par une plaque de fer meture isolante 36 fixée à l'extrémité du support 15 éloignée de la plaque de contact 24.Le support 15 est formé de façon que les épaulements des trous 31 se trouvent à des distances différentes de la face du support qui est adjacente à la plaque de contact il En outre, les plongeurs 32 ont la même longueur et sont sollicités par les ressorts 34 vers une position dans laquelle leur tête vient en contact avec l'épaulement de la paroi de leurs trous respectifs. Ils sont donc sollicités par les ressorts 34 vers des positions dans lesquelles leurs extrémités libres saillent de longueurs différentes sur la face du support adjacente à la plaque 24. Par contre, le ressort 22 est comprimé entre la plaquette 23 et le fond du corps 11, de sorte que la membrane 16 est normalement sollicitée vers une position dans laquelle la plaque 24 est en contact avec le support 15.Ainsi, a la condition que la même pression règne dans les compartiments 17 et 18, la plaque 24 maintient les plongeurs 32 dans une position où leurs te tes respectives li sont éloignées des épaulements associés de la paroi des trous 31. Ceci est évidemment la situation représentée a la fig. 1. Par contre, lorsque le transducteur est en service et que la pression dans le compartiment 17 diminue et tombe audessous de la pression atmosphérique, la membrane 16 est déformée de telle façon que la plaque de contact 24 s'éloigne du support 15, mouvement guidé par la tige 25. Lorsque la plaque s'éloigne du support, chaque plongeur 32 est repoussé par son ressort 34 de façon à accompagner la plaque 24 jusqu'à ce que sa tête li vienne en contact avec l'épaulement de la paroi du trou associé 31.Arrivé à ce stade, le plongueur cesse d'être en contact avec la plaque 24 aussi longtemps que celle-ci continue à-s'éloigner du support li On comprend donc que lorsque les- pressions dans les compartiments 17, 18 sont égales, tous les plongueurs 32 sont en contact avec la plaque 24, tandis que lorsque la pression diminue dans le compartiment 17 et tombe au-dessous de la pression atmosphérique, les plongueurs cessent l'un après l'autre d'être en contact avec ladite plaque. Le nombre de plongeurs en contact avec la plaque 24- peut donc, lorsque le transducteur est en service, être utilisé comme une mesure de la différence de pression entre les compartiments 17 et 18.On y parvient commodément en plaçant sur le plaque de fermeture ffi un panneau de circuit (non représenté) de façon que des zones conductrices de ce panneau tou chent les pièces de contact respectives 35. De cette façon, une connexion électrique entre chaque zone conductrice et la plaque de contact 24 est réalisée par le ressort 34 et le plongeur 32 respectifs lorsque ce dernier vient toucher la plaque de contact, connexion qui est interrompue lorsque le plongeur cesse de toucher la plaque. Le panneau de circuit est donc disposé de manière à produire un signal électrique représentant le nombre de connexions électriques entre les zones conductrices du panneau et la plaque 24. Ce signal est ensuite converti en signal binaire par le circuit logique représenté à la figure 3. Dans cette figure, les plongeurs 32 et la plaque de contact 24 sont, pour la commodité du dessin, représentés par douze interrupteurs 41 à 52, dont chacun est monté en série avec une résistance li de 100 kohms, entre une ligne d'alimentation positive 54 et une ligne d'alimentation mise à la masse 55. Les jonctions entre les interrupteurs 41 à 48 et leurs résistances respectives 53 sont reliées aux bornes N"s 10, 11, 12, 13, 1, 2, 3 et 4 respectivement d'un premier codeur à priorité cmos(circuit intégré Motorola type Mu14532), dont les bornes N0s 5 et 16 sont reliées à la ligne 54 et dont la borne N- 8 est reliée à la ligne 55.En outre le codeur 56 a sa borne N0 15 reliée å la borne n0 5 d'un second codeur identique 57, sa borne Ne 9 reliée à une borne d'entrée d'une première porte cmos NI 58 ( circuit intégré Motorola type NO MC 14001) et ses bornes NOs 7 et 6 reliées aux bornes d'entrée identiques d'une deuxième et d'une troisième porte NI identique 59, 61 respectivement.Le codeur 57 a ses bornes NQs 1, 2, 3 et 4 reliées aux jonctions respectives entre les interrupteurs 49 à 52 et les résistances 53 associées, ses bornes NOs 10, 11, 12, 13 et 16 reliées à la ligne 54, sa borne S- 8 reliée à la ligne 55 et ses bornes N's 9, 7 et 6 reliées aux autres entrées des portes NI 58, li et 61 respectivement. La borne restante N0 14 du codeur 57 et les sorties respectives des portes NI 58 à 61 sont reliées aux lignes de sortie 62 à 65, les signaux apparaissant sur ces lignes fournissant en service un signal binaire de quatre bits représentant les états des interrupteurs 41 à 52 et, de ce fait, une indication sur la pression différentielle entre les compartiments 17 et 18. Dans une variante, (non représenté), de la forme d'exé- cution qui vient d'être décrite, la membrane élastique 16 est remplacée par un soufflet qui est monté dans le corps 11 de façon que l'intérieur du soufflet définisse un premier compartiment qui, en service, est relié à la source de fluide à contrôler. La plaque de contact 24 est alors placée contre une des parois en bout du soufflet, adjacente au support, de façon a pouvoir être rapprochée et éloignée du dit support en réponse à la déformation du soufflet. - REVENDICATIONS 1.- Transducteur de pression de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte un corps creux divisé en un premier et un second compartiment étanches l'un par rapport à l'autre, le premier compartiment étant relié, en service, à une première source de fluide à la pression à contrôler, tandis que le second compartiment est relié à une source de référence, les dits compartiments ayant une paroi commune qui est déformable en réponse aux variations de la pression du fluide de la première source comparée à celle du fluide de la source de référence, un support et un premier élément de butée montés à l'intérieur du corps et aptes à exécuter un mouvement relatif les rapprochant et les éloignant 1' un de l'autre, une pluralité d'autres éléments de butée portés élastiquement par le support et disposés de façon à venir en contact avec des parties respectives du première élément de butée ou à s'en écarter à différentes positions de ce dernier relativement au support de façon que lorsque l'appareil est en service le nombre de ces autres éléments de butée en contact avec le premier varie en fonction des variations de la pression du fluide de la première source comparée à celle de celui de la source de ré- férence, et des moyens pour produire un signal de sortie qui est fonction du nombre des autres éléments de butée en contact avec le premier. 2.- Transducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support est fixe et le premier élément de butée se rapproche et s'éloigne de lui en réponse à la déformation d'une paroi commune. 3.- Transducteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les autres éléments de butée sont sollicités élastiquement vers des positions dans lesquelles ils s'étendent à des distances différentes d'une surface du support tournée vers une surface sensiblement plane du premier élément de butée. 4.- Transducteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les autres éléments de butée sont définis par des plongeurs dont les extrémités libres saillent à ladite surface du support. 5.- Transducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de butée et les autres sont conducteurs du courant électrique et en ce qu'une matière isolante est prévue entre les autres éléments de butée adjacents. 6.- Transducteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de production d'un signal de sortie produisent un signal électrique et comprennent un panneau de circuit porté par le support, les connexions électriques entre ledit panneau et les autres éléments de butée étant fournies par des ressorts conducteurs qui sollicitent les dits autres éléments vers les positions dans lesquelles ils S'étendent à des distances différentes de la surface du support. 7.- Transducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi commune forme au moins une partie d'une membrane élastique. 8.- Transducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la paroi commune forme une partie d'un soufflet. 9.- Transducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déplacement du premier élément de butée en réponse à la déformation de la paroi commune est guidé par une tige saillant sur ledit premier élément et coulissant dans un alésage du support. 10.- Transducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouvement du premier élément de butée qui l'éloigne du support est limité par un organe d'arrêt. 11.- Transducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second compartiment est mis en communication avec l'atmosphère. 12.- Transducteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé ee que les moyens de production du signal de sortie comportent un circuit logique pour produire un signal binaire représentant la différence de pression entre le fluide de la première source et celui de la source de référence.