Brevet FR2610722A1 — publié le 19880812

L'invention concerne un thermocouple destiné à mesurer des variations rapides de température, comme celles qui résultent de l'échauffement rapide des matériaux en cours de soudage par haute fréquence ou par ultra-sons. De tels thermocouples doivent être capables de supporter les contraintes de compression qui leur sont imposées pendant l'opération de soudage. Il doivent également être isolés par des matériaux résistants aux températures à mesurer. On sait qu'un thermocouple à réponse rapide se compose nécessairement de fils très fins, ce qui le rend fragile. Aussi a-t-on déjà proposé de fabriquer des thermocouples à réponse rapide à partir de thermocouples usuels, munis de leur gaine isolante, en raccordant à chacun des deux fils qui constituent le thermocouple, un fil fin de même nature, d'une longueur de quelques millimètres et de réaliser avec les deux fils fins une soudure qui sert d'élément sensible à réponse rapide. Une autre solution connue, consiste à réaliser la jonction entre les deux fils d'un thermocouple par un mince dépôt de platine réalisé sous vide. Cette solution convient aux mesures des températures de surface. Le thermocouple qui fait l'objet de l'invention se caractérise par le fait qu'il se compose de deux fils transformés en rubans par une opération d'écrasement suivie d'une opération d'amincissement et disposés entre deux feuilles de plastique autocollant de manière à réaliser un point de contact sans soudure. La figure unique représente le thermocouple selon l'invention. On voit sur la figure une première feuille 1 de plastique autocollant constituée d'un film polyimide d'environ 0,03 mm revêtu d'une épaisseur identique d'adhésif silicone. Cette feuille a l'aspect d'un ruban d'environ 150 mm de longueur sur 15 mm de largeur. Sur la première feuille 1 de plastique autocollant on vient coller un ruban 2 préférentiellement en cuivre et un ruban 3 préférentiellement en constantan d'environ 0,01 mm d'épaisseur. D'un côté, les deux extrémités 4 et 5 des rubans 2 et 3 sont croisées et superposées de manière à réaliser un contact ponctuel 6. De l'autre côté, les extrémités 7 et 8 dépassent la feuille de plastique 1 et peuvent être raccordées à un appareil de mesure. Une deuxième feuille de plastique autocollante identique à la première, non représentée, est collée par dessus les deux rubans 2 et 3 de cuivre et de constantan. Pour obtenir des rubans de cuivre et de constantan de 0,01 mm d'épaisseur, on procède de la manière suivante On utilise du fil de cuivre et du fil de constantan d'environ 0,20 mm de diamètre, et on procède à un écrasement à la presse hydraulique, entre deux enclumes avec une charge d'environ 50 tonnes, on obtient ainsi des rubans dont l'épaisseur est d'environ 0,050 mm, la largeur variant de 0,60 à 0,80 mm. Les diamètres initiaux et les épaisseurs finales du cuivre et du constantan, n'étant pas strictement identiques, il est nécessaire de procéder séparément aux deux opérations d'écrasement. On procède ensuite à une attaque chimique à l'acide nitrique dilué. On utilise préférentiellement une solution à 15% pour le cuivre et à 30% pour le constantan. Après une attaque de quelques minutes, les rubans atteignent 0,01 mm d'épaisseur environ. Pour améliorer le contact électrique des rubans de cuivre et de constantan assemblés par collage, on peut procéder à une opération de dorure par dépôt electrolytique dans une solution de cyanure d'or, de carbonates et de phosphates. On relie l'anode à une électrode de platine et la cathode au ruban à dorer. Avec une tension appliquee de l'ordre du volt et un courant de quelques milliampères, on obtient un dépôt d'or du 1 ou 2 microns au bout de quelques minutes. La dorure protège les rubans de cuivre et de constantan de l'oxydation et assure un bon contact électrique à la jonction. REVENDICATIONS 1. - Thermocouple à réponse rapide, composé de deux rubans en matériaux conducteurs de natures différentes, ayant subis une opération d'écrasement suivie d'une opération d'amincissement, disposés entre deux feuilles minces de plastique autocollant de manière à réaliser un point de contact sans soudure. 2. - Thermocouple selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération d'écrasement est réalisée à la presse hydraulique sous une charge d'environ 50 tonnes. 3. - Thermocouple selon la revendication 2, dont les matériaux constitutifs sont le cuivre et le constantan, caractérisé en ce que l'opération d'écrasement est réalisée séparément pour le cuivre et le constantan à partir de fils de 0,20 mm de diamètre de manière à obtenir des rubans d'environ 0,050 mm d'épaisseur. 4. - Thermocouple selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que l'opération d'amincissement est réalisée par attaque chimique à l'aide d'acide nitrique dilue. 5. - Thermocouple selon la revendication 4 dont les matériaux constitutifs sont le cuivre et le constantan caractérisé en ce que le ruban de cuivre est attaqué par une solution d'acide nitrique à 15% environ et le ruban de constantan par une solution d'acide nitrique à 30 environ, de manière à obtenir des épaisseurs de 0,010 mm environ. 6. - Thermocouple selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que préalablement au collage sur la feuille de plastique les rubans subissent une opération de dorure par dépôt électrolytique d'environ quelques microns.