Brevet FR2514135A1 — publié le 19830408

La pressente invention concerne les appareils du type instrumentation mesure,epermet de visualiser un quelconque déplacement relatif entre deux pièces, ou par le biais d'une membrane (corps d'une certaine raideur), de connattre une contrainte (effort ou pression). Dans les dispositifs connus de ce genre et pour la visualisation de faible distance cas d'une mesure de contrainte (capteur de pression ou d'effort) les principes appliqués sont, soit piézo électrique, soit à jauges de contraintes, soit à dépôt de silicium sur couche mince nécessitant une électronique d'amplification, afin d'avoir un signal conséquant pour visualiser une information. Tous ces systèmes sont relativement onéreux. Le système piézo électrique en l'occurence est très sensible aux vibrations et sa température d'utilisation est relativement faible. Le système jauge de contrainte est plus performant en température, cependant la mise en place des jauges par collage ou autre procédé n'est pas toujours évidente et dans tous les cas nécessite une électronique d'amplification.Le principe du dépôt de silicium, technique relativement récente supporte mal les températures. Le système objet de l'invention permet d'éviter ces inconvénients, il est simple et peu couteux, surtout ne nécessite pas d'électronique d'appoint, d'amplification du signal. Le signal de sortie étant relativement important il permet d'attaquer une quelconque visualisation (galva ou numérique sans amplification). L'absence d'électronique lui permet de supporter de hautes températures, il peut s'alimenter en tension alternative ou continue indifféremment, ce qui n'est pas le cas de la pluspart des capteurs. Le principe objet de l'invention applique la variation de résistance d'un corps mixte conducteur, sous contrainte. Selon une première variante, le corps peut être le résultat de l'association d'un élastomère avec un autre corps conducteur (métalloIde, carbone, métal, oxyde ou composés similaires). Selon une deuxième variante, celà peut être le résultat de l'association d'un quelconque isolant avec toujours un corps conducteur, que cette association soit fibreuse, liquide, plastique, poudreuse, il peut même s'agir d'un métal et d'un de ses dérivés (oxyde), qui remplit dans ce cas le rôle de l'isolant. Soumises à une contrainte les particules (éléments) du corps conducteur ont tendances à se rapprocher et la résistance de l'ensemble à tendance à diminuer ou vice-versa. Le principe n'est pas forcément réservé à une variation de résistance, par ce même système il est possible d'obtenir une quelconque variation d'impédance (capacitive, selfique ou combinée, selfique, capacitive, résistive), la mise en oeuvre d'un de ces quelconques principes étant toujours la même.Bien évidemment dans le cas de relevés de contraintes à hautes températures nous avons intérêt à prendre des composants résistants eux-memes à de hautes températures. (fibres ou particules, tungstène-verre, carbone-verre, bore-verre, ou une quelconque association équivalente), alors que pour un emploi d'usage courant unecons- truction élastomère ou plastique chargé suffit (silicone chargé, conducteur...). Le dessin annexé est l'un des principes en coupe du dispositif. Tel qu'il est représenté, figure 1, dans une conception particulièrement intéressante, le système comprend : un corps (1), une membrane (2) subissant la contrainte externe (effort ou pression), sous-jacent, le corps sensible (3) qui renvoit l'information Par le biais d'un conducteur U9cOrPs Iciolant 9) t4/,ldans une autre conception la fonction membrane peut-etre assurée par le corps sensible (3) lui-même, (cas d'un silicone chargé). Bien évidement une quelconque forme de capteur ne change rien à l'efficacité du principe, il est même possible de faire des butées en caoutchouc chargé permettant d'encaisser de très fortes charges, dont la déformation induirait une variation d'inpédance dans sa structure même.Il serait meme possible d'envisager pour les pneumatiques une chambre à air complète ou partielle réalisée à partir d'un mélange carbone-caoutchouc, ou conducteur caoutchouc, ce qui permettrait à partir de la déformation de celle-ci, de connaître le niveau de la pression à laquelle elle est soumise. A partir de ce principe, il est possible de visualiser ou de relever un quelconque paramètre physique, (déplacement, accélération, contrainte, pression, effort). Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où il est nécessaire de connaitre les positions relatives ou la contrainte (pression ou effort), entre deux ou plusieurs corps, pour une application mécanique,(capteur d'effort ou de déplacement), hydraulique ou pneumatique (capteur de pression ou de dépression). Les applications d'un tel procédé (principe) sont considérables et touchent toutes les branches industrielles, (chimie, pétro-chimie, pétrole, alimentaire, aéronautique, spa -tiale, navale, médicale, nucléaire ...). Il est bien évident que le système n'est pas limité aux illustrations ou descriptions effectuées dans le texte, toute évolution pouvant lui être apportée (évolution technologique, mise au point ou découverte de nouveaux produits...) sans sortir du cadre de l'in vention. REVE?lDICATIONS 1. Système permettant de visualiser toute évolution d'un quelconque paramètre physique à partir d'un quelconque corps sensible déformable ayant la propriété d'avoir une variation d'impédance fonction des variations (évolution) du dit paramètre. 2. Système selon la revendication t caractérisé par le fait que cette variation d'impédance puisse être résistive, capacitive, inductive, selfique ou l'une quelconque de ces combinaisons. 3. Système selon la revendication 2 caractérisé par le fait que le corps sensible puisse être un corps homogène ou hétérogène (association de deux ou de plusieurs composants primaires, eux mêmes simples ou composés). 4; Système selon la revendication 3 caractérisé par le fait que le corps sensible soit le résultat de l'association d'un ou de plusieurs corps conducteur avec un ou plusieurs corps isolants.