Brevet FR2470370A1 — publié le 19810529

CAPTEUR DE TEMPERATURE D'ZON FLUIDE La presente invention due à la collaboration de M. B. MONTARON se rapporte à un capteur de température d'un fluide et, en particulier, de la température du liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne ou de la température de l'huile de lubrification d'une bote de vitesses. La mesure de la température d'un fluide contenu dans une enceinte fermée pose un problème d'étanchéité lorsque le fluide est un gaz à une pression différente de la pression extérieure à l'enceinte ou lorsque le fluide est un liquide. L'obtention d'une bonne étanchéité du montage du capteur sur l'en- ceinte s'oppose généralement à l obtention dun temps de réponse rapide pour la mesure des variations de température. Le capteur, objet de la présente invention, est conçu pour optimaliser le compromis étanchéité/temps de réponse. L'élément sensible du capteur, objet de la présente invention, est constitué d'une résistance variable avec la température, par exemple, à base de nickel, déposée par sérigraphie sur une plaquette en matériau isolant électrique mais bon conducteur de la chaleur. Les isolants électriques sont généralement des isolants thermiques le choix du matériau constitutif de la plaquette est donc limité. Des céramiques telles que l'oxyde de béryllium ou l'alumine sont, de ce point de vue, des matériaux très satisfaisants. Deux fils électriques sont connectés, par exemple par soudage, aux plots de sortie de la résistance. Si la plaquette comportant la résistance était directement plongée dans le liquide dont la température est mesurée, alors, pour certains liquides, un film se formerait à la surface de celle-ci, se prolongerait sur les fils électriques et l'étanchéité ne pourrait pas etre obtenue. Dans le capteur, objet de la présente invention, l'élément sensible est entièrement enrobé d'un matériau imperméable et non corrodable par le liquide dans lequel il est immergé. Ce matériau d'enrobage doit, de plus, présenter une faible capacité calorifique massique pour ne pas trop allonger le temps de réponse de la mesure de température. Si c'est possible, ce matériau doit aussi être bon conducteur de la chaleur. Pour le capteur, objet de la présente invention, le choix du matériau d'enrobage en fonction du liquide ou du gaz, dont la température est mesurée, est fait dans la famille très vaste des polymeres ou des polymères chargés. Le problème de l'étanchéité du montage est ainsi ramené au niveau de la fixation du capteur sur le corps de l'enceinte enfermant le fluide. Afin de mieux préciser les caractéristiques du capteur, objet de la présente invention, une description détaIllée en est donnée ci-après. A cet effet, on se reportera aux dessins joints dans lesquels - La figure 1 illustre une réalisation de l'élément sensible du capteur avec ses conducteurs de sortie. - La figure 2 représente une coupe longitudinale en section par un plan de trace A-A à la figure 4 du capteur suivant l'invention. - La figure 3 représente le capteur de la figure 2 vu en bout de la droite vers la gauche, et, - La figure 4 représente le capteur de la figure 2 vu en bout de la gauche vers la droite. La figure 1 montre une plaquette 1, par exemple en alumine, sur laquelle est déposée par sérigraphie une résistance 2, par exemple à base de nickel, sensible à la température et éventuellement protégée par une couche de verre egalement déposée par sérigraphie. Des fils électriques 3a, 3b sont directement soudés, par exemple à partir d'une soudure à l'aide d'un alliage étain/plomb su? les plots 4a, 4b de sortie de la résistance 2. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du capteur dans laquelle la plaquette 1, comportant la résistance sensible à la température à laquelle sont connectés les fils électriques 3, est enrobée, ainsi que partie des fils 3 d'un polymère 5 représenté en clair, comportant des décrochements 6 et 7 destinés à permettre l'accrochage du polymère 8 hachuré en traits pleins sur le dessin à la figure 2. Le surmoulage du polymere 5 sur l'ensemble plaquette/fils permet de rigidifier cet ensemble et de faciliter le surmoulage du polymère 8 constitué d'une pellicule plus fine et nécessitant un positionnement précis de la pièce dans le moule. Le surmoulage en polymere 8 comporte une partie de faible épaisseur 9 de part et d'autre de la plaquette l a son extremite. Cette plus faible épaisseur permet de meilleurs échanges thermiques entre la plaquette 1 et le fluide en contact avec l'extrémité 9 du capteur. La bonne conductivité thermique du matériau constituant la plaquette- 1 assure une circulation rapide des flux thermiques entre l'extrémité du capteur et son intérieur. Deux languettes 10a, 10b en polymère 8 viennent renforcer la tenue mécanique de l'extrémité 9 du capteur rendue plus fragile par la faible épaisseur du polymère 8 à cet endroit. La section du surmoulage en polymère 8, cruciforme à son extrémité et circulaire dans ses autres parties, change de diamètre en s'élargissant en deux endroits et comporte ainsi deux faces planes annulaires il et 12. L'ensemble de la pièce comportant la plaquette 1, les fils 3 et les surmoulages plastiques 5 et 8 est introduit dans une pièce métallique 14 dont l'intérieur a une symétrie de rotation autour de l'axe du capteur. Les variations de diamètre de la section perpendiculaire à l'axe du capteur de la pièce 14 correspondent aux variations de section du surmoulage 8 Un joint d'étanchété en élastomère en forme de tore, 13, est en contact entre la face 11 de la pièce plastique 8 et la face 17 de la pièce métallique 14. La pièce métallique 14 comporte à l'une de ses extrémités une collerette de faible épaisseur 15 qui est rabattue sur la pièce plastique 8 de manière à assurer un sertissage de celle-ci dans la pièce 14. Au cours de l'opération de sertissage, la pièce plastique 8 s'enfonce dans la pièce 14 jusqu'à ce que la face 12 vienne en contact avec la face correspondante 18 de la pièce 14. La présence de cet arrêt permet le contrôle de l'écrasement du joint 13. Au cours de l'opération de sertissage, la collerette 15, rabattue sur la pièce plastique 8, est marquée en profondeur en un ou plusieurs endroits 19 de manière à empêcher la rotation de la pièce plastique 8 dans la pièce 14, comme on le voit à la figure 3. Un filetage 20 permet de visser la pièce 14 sur l'enceinte dans laquelle se fait la mesure, l'étanchéité étant obtenue par un joint conique métal/métal 16. REVENDICATIONS 10) Capteur de température d'un fluide liquide ou gazeux, caractérisé en ce qu 'il comprend : une résistance (2) variable avec la température sous la forme d'une couche fine déposée sur une plaquette (1) ; une première enveloppe (5) en polymère moulée sur la partie de la plaquette où se raccordent (4a, 4b) les connexions (3a, 3b) vers l'ex- térieur et englobant une partie de celles-ci ; et une deuxième enveloppe (7, 8, 9) en polymère moulée sur la partie de la plaquette (1) où se trouve la résistance variable (2) et sur une partie de la première enveloppe (5). 20) Capteur- de température suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une bague métallique (14) sertie à l'extérieur de la deuxième enveloppe (7, 8. 9) et un joint torique d'étanchéité (13) entre la deuxième enveloppe et la bague métallique. 3 ) Capteur de température suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité (9) de la seconde enveloppe (7, 8) en po lymère englobant la résistance variable (2) et plongée dans le fluide présente une section perpendiculaire à l'axe du capteur en forme de croix, la hauteur de deux branches de celle-ci étant décroissante jusqu'à l'extrémité du capteur plongée dans le fluide. 40) Capteur de température suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la bague métallique (14) comporte à l'une de ses extrémités une collerette (15) de faible épaisseur qui est sertie sur la deuxième enveloppe (7, 8) après montage. 50) Capteur de température suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la bague métallique (14) est pourvue d'un filetage extérieur (20) permettant de visser le capteur au travers d'une paroi de l'enceinte dans laquelle se fait la mesure. 6 ) Capteur de température suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'étanchéité entre ledit capteur en position de mesure et la paroi de l'enceinte dans laquelle se fait la mesure est obtenue par un joint conique métal/métal (16).