Brevet FR2339164A1 — publié le 19770819

La présente invention concerne un appareil émaillé de mesure de la température d'un fluide, comportant un couple thermoélectrique. Plus particulièrement, la présente invention vise un perfectionnement à un appareil émaillé de mesure de température d'un fluide d'un type connu selon lequel un couple thermoélectrique est logé à l'intérieur d'une gaine,tubulure, ou doigt métallique émaillé disposé à l'intérieur ou passant à travers la paroi du récipient contenant ledit fluide. Ce doigtes généralement constitué du couple noyé dans un isolant, le tout étant entouré par une gaine constituée d'un métal ou alliage métallique émaillé. Cependant, de tels appareils, par ailleurs robustes et bon marché, présentent généralement un temps de réponse beaucoup trop long. De façon à améliorer le temps de réponse de l'appareil, on a déjà proposé de laisser à nu le point de jonction du couple thermoélectrique. Toutefois, un inconvénient d'un appareil de ce genre consiste en ce que,notamment pour les récipients chauffés comportant un agitateur et sous pression,il ést nécessaire d'utiliser pour réaliser le couple des métaux assez coûteux résistant à la corrosion et qui peuvent en outre présenter une action catalytique néfaste sur le fluide contenu dans le réacteur. Cet inconvénient n'est supprimé que très imparfaitement en recouvrant la jonction du couple par une couche céramique, du fait de la fragilité de cette couche provenant notamment des faibles dimensions de la jonction, ce qui affecte la longévité et la fiabilité de l'appareil. Le but visé par la présente invention est de proposer un appareil de mesure de la temprature comportant un couple thermoélectrique ne présentant pas les inconvénients de l'art antérieur très fiable ne pouvant etre corrodé pdr le fluide, n'ayant aucune action catalytique sur le fluide et présentant un temps de réponse tràs court. Ce but est atteint conformément à la présente invention qui concerne en effet un appareil de mesure de la température d'un fluide comportant un couple thermoélectrique logé à l'intérieur d'un doigt métallique, caractérisé en ce que les deux conducteurs dudit couple traversent la paroi métallique du doigt par au moins une ouverture présentant des moyens isolant électriquement les deux conducteurs entre eux et avec la paroi, ladite ouverture débouchant à la surface extérieure du doigt par un orifice de faible diamètre, en ce que ledit orifice est obturé au moyen d'une soudure métallique liant l'extrémité desdits conducteurs à la paroi et en ce que la surface extérieure de ladite soudure et la surface extérieure du doigt sont recouvertes d'au moins une couche d'émail continue. Les extrémités des conducteurs du couple peuvent etre liées à la paroi métallique au moyen d'une soudure unique en vue de réaliser un couple thermoélectrique classique. Selon un mode de réalisation préféré, la paroi métallique du doigt comporte deux ouvertures, chacune étant traversée par un des conducteurs du couple. Selon ce mode de réalisation préféré selon l'invention, chaque conducteur est soudé à la paroi métallique au moyen d'une soudure propre bouchant les deux orifices et c'est le métal du doigt qui sert de soudure chaude au couple thermoélectrique. Le temps de réponse de l'appareil de mesure se trouve dans ce cas réduit au minimum. Lesdits moyens isolants sont par exemple des tubes en matériau céramique logés dans les ouvertures à l'intérieur desquels passe le conducteur, Les deux conducteurs utilisés pour réaliser le couple thermoélectrique sont deux conducteurs en métaux ou alliages métalliques différents et couramment utilisés pour réaliser des thermocouples classiques. Bien entendu, la nature des métaux rentrant dans la composition desdits conducteurs et de la soudure dépend des températures que l'on veut mesurer. Un couple thermoélectrique particulièrement intéressant compte tenu de sa grande sensibilité est le couple chromel/constantan. De façon préférée, l'ouverture ménagée dans la paroi du doigt métallique se présente sous la forme d'une première cavité dont la profondeur est voisine de l'épaisseur de ladite paroi à l'intérieur de laquelle est logé ledit moyen isolant, suivie d'une deuxième cavité à l'intérieur de laquelle est logée l'extrémité dudit conducteur et présentant à la surface extérieure de la paroi ledit orifice obturé par ladite soudure. Ledit doigt métallique peut constituer une partie ou la totalité d'un agitateur, ou bien encore la paroi métallique du doigt peut etre en fait constituée par la paroi métallique émaillée intérieurement d'un récipient ou réacteur. le façon générale, l'homme de l'art pourra adapter ou inclure tres facilement un doigt métallique conforme à l'invention dans n'importe quel paroi ou dispositif métallique émaillé constitués par les appareils, agitateurs, récipients etc. en contact avec le fluide. Etant donné la section généralement très faible des conducteurs du couple thermoélectrique, le diamètre de l'orifice à la surface extérieure du doigt peut être très faible et compris par exemple entre 0,2 et 2 pm. Pour des motifs d'étanchéité et de solidité, on a évidemment intéret à utiliser un orifice d'un diamètre le plus faible possible juste suffisant pour l'introduction de l'extrémité des conducteurs. Dans ce but, et pour faciliter en outre l'usinage du doigt, la mise en place et la soudure des conducteurs, ladite deuxième cavité matérialisant l'extrémité de l'ouverture et débouchant par l'intermédiaire dudit orifice sur la paroi extérieure du doigt, peut avantageusement présenter la forme d'un cbne tronqué dont le sommet est prolongé d'une cavité cylindrique matérialisant ledit orifice, ledit cylindre présentant une hauteur tres faible comprise généralement entre 1 et 5 nia et dont le diamètre compris généralement entre 0,2 et 2 mm est juste suffisant pour laisser passer le conducteur. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparattront à la lecture de l'exemple suivant donné a titre illustratif nullement limitatif, référence sera faite au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe d'un appareil selon ltinvention, - la figure 2 représente en coupe une variante de réalisation d'un appareil selon l'invention. Sur la figure I, on voit que l'appareil 1 de mesure de la teipérature d'un fluide selon l'invention comporte un couple thermoélectrique 2 logé å l'intérieur d'un doigt 3 à paroi métallique 4. La paroi métallique 4 du doigt présente une surface extérieure 5 qui comporte deux ouvertures 6 et 6a traversées chacune par les 2 conducteurs 7 et 7a du couple 2. Chaque-ouverture 6 et 6a est constituée d'une premiere cavité 8 et 8a de forme cylindrique dans laquelle est logé un tube 9 et 9a en matériau céramique isolant les conducteurs 7 et 7a de la paroi métallique 4. La première cavité 8 et 8a est prolongée par une deuxième cavité 10 et 10a de forme tronconique elle-meme prolongée par une petite ouverture 11 et lla cylindrique débouchant b la surface extérieure de la paroi 4 et matérialisant l'orifice 12 et 12a. Ledit orifice 12 et 12a est obturé au moyen d'une soudure métallique 13 et 13a liant l'extrémité 14 et 14a du conducteur à la paroi 4, et obturant l'orifice 12 et 12a. La surface extérieure 5 de la paroi 4 et de la soudure est recouverte d'une couche continue d'émail 15. La figure 2 représente une variante selon laquelle on a ménagé une seule ouverture 16 dans la paroi 4. Les deux conducteurs 7 et 7a passent à travers un tube double en matériau céramique 17 et sont soudés ensemble au niveau de l'orifice unique 18 par une seule soudure 19. La surface extérieure 5 de la paroi 4 et de la soudure 19 est revetue d'une couche d'émail continue 15. EXEMPLE Dans cet exemple, on utilise un appareil analogue celui représenté sur la figure 1, le doigt métallique formant le bras d'un agitateur. L'épaisseur de la paroi 4 en acier doux est de 4 mm, le diamètre des deux conducteurs, l'un en chrome, l'autre en constantan est de 1,3 na. La longueur totale de chacun des conducteurs est de 3 m. On utilise des isolateurs en alumine dont la hauteur est de 10 mm et les diamètres extérieur et intérieur, respectivement, de 5,8 et 2,9 nia. On mesure le temps de réponse en plongeant l'appareil qui se trouvait b la température de 260Cdans de l'eau agitée a 750C. La moitie de l'écart des deux températures correspondant b S0,50C est franchie en- 10 secondes. Au bout d'une minute, la température indiquée par l'appareil est de 730C. RZVKN DI CÂT IONS 1. Appareil de mesure de la température d'un fluide comportant un couple thermoélectrique logé A l'intérieur d'un doigt métallique, caractérisé en ce que les deux conducteurs dudit couple traversent la paroi métallique du doigt par au moins une ouverture présentant des moyens isolant électriquement les deux conducteurs entre eux et avec la paroi, ladite ouverture débouchant 9 la surface extérieure du doigt par un orifice de faible diamètre, en ce que ledit orifice est obturé au moyen d'une soudure métallique liant l'extrémité desdits conducteurs à la paroi et en ce que la surface extérieure de ladite soudure et la surface extérieure du doigt sont recouvertes d'au moins une couche d'émail continue. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites extrémités des conducteurs du couple sont liées à la paroi métallique au moyen d'une soudure unique. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi métallique du doigt comporte deux ouvertures, chacune étant traversée par un des deux conducteurs du couple. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens isolants sont des tubes en matériau céramique. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit couple thermoélectrique est un couple 'tchromel/constantan". 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite ouverture se présente sous la forme d'une première cavité dont la profondeur est voisine de l'épaisseur de ladite paroi à l'intérieur de laquelle est logé ledit moyen isolant, suivie-d'une deuxième cavité l'intérieur de laquelle est logée ltextré~ mité dudit conducteur et présentant à la surface extérieure de la paroi ledit orifice bouché par ladite soudure. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit doigt métallique constitue une partie ou la totalité d'un agitateur. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi métallique du doigt est en fait constituée par la paroi métallique émaillée intérieurement d'un récipient ou réacteur. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications prdcédentes, caractérisé en ce que ledit orifice a un diamètre compris entre environ 0,2 et 2 tom.