Brevet FR2552223A1 — publié le 19850322

La présente invention concerne les sondes de mesure de niveau d'un liquide contenu dans un réservoir, par exemple un réservoir de véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne les sondes comportant un élément détecteur constitué par un conducteur résistif à fortcoefficient de température destiné à être immergé dans le liquide, et des moyens de liaison électrique reliant cet élément à un connecteur relativement éloigné. Le principe de mesure de telles sondes est simple: un élément métallique résistif ayant un coefficient de température élevé voit sa résistance propre augmenter sensiblement en fonction de sa température D'autre part, lorsqu'un tel élément résistif est plongé dans un liquide, sa résistance propre dépend du niveau du liquide puisque la partie de l'élément résistif disposée au-dessus du liquide, et donc exposée à l'air, est bien moins refroidie que la partie immergéeo Dans ces conditions, la mise en circuit électrique d'un tel élément servant de détecteur 20 fournit un mioyen de mesure du niveauo A titre d'exemple, un circuit particulier est décrit dans le brevet français N 76 30120 du 6 Octobre 1976, publié sous le N 2 367 276 au nom de la Demanderesse. Les sondes de ce type actuellement sur le marché, 25 et en particulier celles qui sont fabriquées par la Demanderesse, comportent un fil détecteur et un fil de liaison protégés respectivement par un capuchon et une gaine semirigide reliés l'un à luale;re par un système à vis. Le prix de revient de ces sondes est relativement 30 élevé en raison du mode de fabrication exigé par de tels composants l'assemblage se faisant d'une manière individuelle et manuelle. Les composants utilisés ont de plus un encombrement non négligeable ce qui, compte tenu des emplacements d'utilisation exigus représente un inconvénient certain. La présente invention vient remédier à ces inconvénients et propose à cet effet une nouvelle structure de sonde ainsi qu'un nouveau procédé de fabrication. La nouvelle structure de sonde selon l'invention comprend un support plan allongé sur lequel est fixé un circuit imprimé composé d'un substrat isolant, d'une partie détectrice à fort coefficient de température et d'une partie destinée à assurer la liaison électrique entre la 10 partie détectrice et le connecteur. Pour réaliser une telle sonde, l'invention propose en outre un procédé de fabrication préféré selon lequel on réalise sur un substrat isolant une pluralité de circuits imprimés disposés en bandes parallèles répé15 titives, l'ensemble formant un film souple, chaque circuit comprenant une partie détectrice et une partie de liaison électrique, on assemble ledit film sur un support, et on découpe l'ensemble en éléments constituant des sondes individuelles. De préférence, le film est réalisé en associant au substrat des feuilles conductrices pour former des zones détectrice et de liaison disposées côte à côte, et en gravant ces zones à l'aide d'agents chimiques pour réaliser lesdits circuits. L'association des feuilles au substrat se fait avantageusement à l'aide d'un liant et par pressage à chaud. Les proportions et concentrations desdits agents chimiques sont de préférence choisies pour permettre une gravure simultanée des zones détectrice et de liaison. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et sur les dessins annexés auxquels elle fait référence. Sur ces dessins, les figures 1, 2, 3 et A, illustrent différentes phases de la fabrication des sondes dans un mode de réalisation préféré donné à titre d'exemple; sur toutes les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments Plus précisément: la figure 1 est une vue de dessus du substrat recevant les feuilles conductrices formant les zones détectrice et de liaison; la figure 2 montre, en une vue analogue à la précédente, la réalisation des circuits imprimés; la figure 3 représente en une vue de côté 10 l'assemblage du film et du support; la figure 4 représente en perspective, une sonde selon l'invention obtenue par découpage de l'assemblage précité. Selon l'invention, et comme le montre la figure 1, 15 on réalise d'abord un film souple 31 en associant à un substrat isolant 30 une feuille 10 d'un élément conducteur détecteur résistif à fort coefficient de température et une feuille 20 d'un élément conducteur de liaison-électrique. Dans un exemple typique, le substrat 30 est une pellicule en poly-imide de 50 gm d'épaisseur, la feuille est en un alliage nickel-cobalt-fer et a une épaisseur de 17 gm et la feuille 20 est en cuivre et a une épaisseur de 35 m. L'assemblage de ces éléments ( 10, 20, 30) se fait par chauffage et pressage, en interposant entre le. substrat 30 et les feuilles 10 et 20 une pellicule acrylique formant liant On obtient un film souple 31 portant deux zones adjacentes 10 et 20. On dépose ensuite sur ce film 31 une pellicule photosensible recouvrant les zones 10 et 20 On insole cette pellicule suivant un masque reproduisant le dessin des circuits imprimés à réaliser avec le pas de répétition 33 nécessaire. Comme le montre la figure 2, on élimine par gravure chimique les zones 11, 21, non protégées par le masquage, des deux zones détectrice et de liaison 10 et 20. Cette gravure fait intervenir l'attaque simultanée de deux agents chimiques, l'acide nitrique et le perchlorure de fer, dont les concentrations et les proportions permettent d'ajuster les vitesses de gravure des zones détectrice 10 et de liaison 20 en fonction de leur nature et de leur épaisseur respective afin d'obtenir sensiblement au même instant 10 l'élimination totale des zones non protégées. Comme on le voit sur la figure 2, on obtient finalement une pluralité de circuits imprimés C 1, C 2, C 3 disposés selon des bandes parallèles B 1, B 2, B 31, chaque circuit comportant une partie détectrice 12 et une partie 15 de liaison 22 Dans l'exemple représenté, la partie détectrice 12 de chaque circuit C 1, C 2, C 3, a une forme en multiples créneaux entre les bornes 13 et 14, et la partie de liaison 22 a la forme de deux bandes parallèles partant des bornes 23 et 24 On associe les parties détectrice 12 et de liaison 22 de chaque circuit C 1, C 2, C 3,1- en reliant par des fils soudés les bornes 13 et 23 ainsi que les bornes 14 et 24. Comme le montre la figure 3, on associe ensuite le film 31 à une plaquesupport 50 en laminé d'acier inoxy25 dable de 0,8 mm d'épaisseur Cette plaque 50 présente dans sa partie faisant face à la partie détectrice 12 un évidement 80, ceci afin d'éviter tout contact entre ladite partie détectrice 12 et La plaque 50 Un élément liant (pellicule acrylique) 60 est disposé de part et d'autre (régions 61 et 62) dudit évidement 80 entre la plaque 50 et le film 31 L'assemblage s'effectue par pressage suivant le sens A, la face du film 31 comportant les parties détectrices 12 et de liaison 22 étant appliquée contre la plaque 50. On découpe ensuite l'ensemble obtenu suivant les limites de chacun des circuits imprimés Ci, C 2, C 3 à l'aide de, par exemple, un laser On 'obtient une pluralité de sondes. La icre 4 repréesente la sonde finalement obtenue Elle comprend une bande 33 du film souple 31 comportant une partie détectrice 12 et une partie de liaison 22, associée à un support 52 da à la découpe de la plaque 50. La sonde présente, dans la région correspondant à la partie 10 détectrice 12 un évidement 80, le support 52 et la bande 33 formant respectivement à ce niveau un archet 51 et une corde 32 permettant la circulation du liquide dans ledit évidement 80 Toute incidence thermique entre la partie détectrice 12 et le support 52 ou une éventuelle goutte du 15 liquide, maintenue par phénomène de capillarité entre l'archet 51 et la corde 32, est ainsi évitée La corde 32 à la partie inférieure de la sonde 90 est fixée à l'archet 51 par une plaque 91 et un rivet 92; la bande 33 est laissée libre dans la partie supérieure de la sonde 90 afin de faciliter 20 l'accès à la partie de liaison 22 pour son raccordement ou son branchement électrique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. En particulier 'e dessin de la partie détectrice 12 n'est pas limizatif, cette configuration en créneau n'étant au'un exemple aui a l'avantage d'augmenter la sensibilité de l'élément résistif à fort coefficient de température, qui a une sensibilité qui augmente en fonction 30 de sa longueur. De même, le moyen de liaison des bornes ( 13, 23; 14, 24) des parties détectrice et de liaison n'est pas limitatif: les fils soudés peuvent être remplacés par des moyens de liaison par sérigraphie, par bonding ou autres. 5 La sonde selon l'invention s'applique particulièrement bien à la détection du niveau de réservoirs de véhicules automobiles, notamment le réservoir d'huile contenu dans le carter-moteur. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'une sonde de mesure de niveau d'un liquide dontenu dansuiin réservoir du type comprenant: un élément détecteur constitué par un conduc5 teur à fort coefficient de température destiné à être immergé dans le liquide; un moyen de liaison électrique destiné à permettre de relier ledit élément détecteur à un connecteur, caractérisé par le fait qu'on réalise sur un substrat ( 30) 10 isolant une pluralité de circuits imprimés ( 22, 12) disposés en bandes parallèles répétitives ( 33), l'ensemble formant un film souple ( 31), chaque circuit comprenant une partie détectrice ( 10) et une partie de liaison électrique ( 20), on assemble ledit film ( 31) à un support ( 50) par exemple une plaque d'acier inoxydable, et on découpe l'ensemble selon la limite desdites bandes parallèles ( 33). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour la réalisation dudit film souple ( 31), on associe au substrat ( 30) deux feuilles conductrices ad20 jacentes pour constituer une zone détectrice ( 10) et une zone de liaison ( 20), et par le fait que l'on grave ces zones à l'aide d'agents chimiques pour réaliser lesdits circuits. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé 25 par le fait qu'on grave à l'aide d'un mélange d'agents chimiques d'une façon simultanée les zones détectrice ( 10) et de liaison ( 20), les proportions et concentrations des agents chimiques permettant d'ajuster les vitesses de gravure en fonction de la nature et de l'épaisseur respective 30 de chacune des zones ( 10, 20). 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que: la zone détectrice ( 10) est en un alliage cobalt-nickel-fer, la zone de liaison ( 20) est en cuivre, le mélange d'agents cl-hiques comprend de l'acide nitrique et du perchlorure de fer. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le film ( 31) est assemblé sur la plaque support ( 50) par collage en interposant entre ledit film ( 31) et le support un élément liant ( 60) par 10 exemple une pellicule acrylique. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la partie détectrice ( 12) portée par le substrat ( 30) se trouvant en vis-à-vis d'un évidement ( 80) de la plaque support ( 50) 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on relie par des moyens soudés ( 40) les parties détectrice ( 12)'et de liaison ( 22). 8 Sonde ( 90) de mesure de niveau d'un liquide contenu dans un réserv Dir, caractérisé en ce qu'elle com20 prend un support plan allongé ( 52) sur lequel est fixée une bande ( 33) d'un film souple comportant un substrat isolant ( 30), d'une partie détectrice ( 12) à fort coefficient de température et d'une partie destinée à assurer la liaison électrique entre la partie détectrice et un connecteur ( 22). 25 9 Sonde ( 90) selon la revendication 8, caractérisée en ce que le support ( 52), dans sa partie se situant en vis-à-vis de la partie détectrice ( 12), présente un évidement ( 80), le support ( 50) et la bande ( 33) formant à ce niveau respectivement un archet ( 51) et une corde ( 32), 30 ceci afin d'éviter toute incidence thermique entre le sup- port ( 52), ou une éventuelle goutte du liquide maintenue par phénomène de capillarité entre l'archet ( 51) et la corde ( 32), et la partie détectrice ( 12). Sonde selon la revendication 8, caractérisée en ce que la corde ( 32) sur la partie inférieure de la sonde est fixée à l'archet ( 51) par une plaque ( 91) et un rivet ( 92).