Brevet FR2617968A1 — publié le 19890113

_ I _ DETECTEUR DE TEMPERATURE La présente invention concerne un détecteur de température comportant un élément de détection sous la forme d'une piste en un matériau électriquement conducteur ayant une résistance qui varie avec la température de sorte que cette température peut être mesurée à partir de la résistance de points de cette piste. Elle concerne plus particulièrement les détecteurs pour mesurer la température des gaz et des fluides. Les thermomètres à résistance de platine sont utilisés dans beaucoup d'applications o un détecteur robuste, précis et ayant une large échelle de détection est nécessaire. Une des applications dans laquelle de tels thermomètres sont utilisés est la détection de la température du flux d'air circulant le long de l'extérieur d'un avion en vol. L'élément de détection en platine peut se présenter sous la forme d'un fil soit droit soit enroulé en spirale, qui est maintenu soit par des disques isolants espacés, soit s'étendant le long d'alésages ménagés dans le corps isolant. Le fil peut aussi être enroulé en spirale autour de la surface extérieure d'un corps isolant tel qu'une tige en verre. Dans une autre construction, l'élément de détection se présente sous la forme d'une piste en platine imprimée sur un substrat isolant qui peut être rectangulaire ou avoir la forme d'une tige rigide. Un but de la présente invention est de fournir un détecteur de température ayant un fonctionnement amélioré. Selon un des aspects de l'invention, le détecteur de température du type tel que défini dans le préambule est caractérisé en ce qu'il comporte un élément tubulaire ayant une surface électriquement isolante, en ce que la piste est formée sur la surface isolante et en ce que l'élément - 2 tubulaire est ouvert pour permettre à un fluide de s'écouler le long des surfaces intérieure et extérieure de l'élément tubulaire de sorte que l'élément de détection soit exposé à la température sur ses deux surfaces. La piste est de préférence formée sur la surface extérieure de l'élément tubulaire. Cet élément tubulaire peut être réalisé en une céramique telle que l'alumine. La surface extérieure de la piste est de préférence revêtue d'une couche électriquement isolante telle qu'un vernis vitreux. La piste peut être réalisée en platine et peut être déposée sur l'élément tubulaire par sérigraphie. L'élément tubulaire peut comporter sur sa surface une zone métallique qui est brasée à un support de montage. Cet élément tubulaire peut être logé à l'intérieur d'un boîtier tubulaire extérieur de sorte que le fluide peut circuler le long du boîtier autour de l'extérieur de l'élément tubulaire. Un appareil de détection de la température pour la mesure de la température de l'air à l'extérieur d'un avion est décrit ci-dessous à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la fig. I représente une vue en coupe de côté, en élévation, de l'appareil selon l'invention, la fig. 2 représente l'appareil vu d'une de ses extrémités, et la fig. 3 représente une vue en perspective agrandie d'une partie de l'appareil. En référence aux figures I et 2, l'appareil de détection comporte un boîtier extérieur de protection I de forme tubulaire qui est maintenu à distance du corps de l'avion 2 par un bras 3. Ce bras 3 positionne le boîtier 1 dans la position requise par rapport au flux d'air sur l'avion et le met parallèle à lui. Le bottier I est ouvert à ses deux extrémités de sorte que l'air peut circuler sans problème à travers l'appareil. 3- A l'intérieur du boîtier 1 se trouve un support de montage 5. Ce support comporte trois branches radiales qui s'étendent à l'intérieur du boîtier et qui sont reliées à leur extrémité intérieure par un collier circulaire d'une seule pièce 7. Les branches 6 sont séparées l'une de l'autre par des ouvertures 8 afin que le flux d'air circulant dans le boîtier ne soit pas perturbé. Le collier 7 supporte l'arrière, c'est-àdire l'extrémité aval d'un dispositif de détection 10 qui est représenté plus en détail par la fig. 3. Ce dispositif 10 comporte un tube Il en céramique telle que l'alumine, ayant 25,4 mm de longueur. Ce tube 11 de section circulaire a un diamètre extérieur de 4, 6 mm et un diamètre intérieur de 3, 6 mm; les deux extrémités du tube sont ouvertes. A son extrémité arrière, c'est-à-dire son extrémité aval, une bague de montage 15, en platine, de 2 mm de largeur, encercle la surface extérieure du tube 11, le collier 7 du support 5 entourant cette bague 15 et étant brasé à elle. Vers l'avant, c'est-à-dire l'extrémité amont du tube 11, la surface extérieure de la partie du tube, s'étendant sur 17 mm à partir de l'extrémité avant, est revêtue d'un élément résistant en platine 17. Cet élément résistant 17 est distant de la bague de montage 15, à l'extrémité arrière, d'une distance de 6,5 mm afin qu'il soit électri- quement isolé de la bague de montage. L'élément 17 peut avoir n'importe quelle forme conventionnelle telle qu'une piste en serpentine de section droite s'étendant parallèlement à l'axe du tube 11 comme cela est représenté sur la fig. 3. Une piste sous forme de spirale peut aussi être utilisée. La piste a une épaisseur d'environ 0,01 mm. L'élément résistant 17 et le revêtement de la bague de montage 15 peuvent être déposés sur le tube 11 par sérigraphie au moyen d'une pâte de poudre de platine dans un support organique qui est ensuite retiré par cuisson. Un vernis vitreux de protection 18 est appliqué sur l'élément 17 pour le protéger de l'usure et pour l'isoler afin qu'il ne soit pas attaqué, par exemple, par de l'humidité se condensant sur l'élément. 26 1 7968 -4- Les extrémités opposées de la piste sont connectées respectivement à des fils en platine 20 et 21 ayant chacun 50 mm de longueur. Le diamètre des fils 20 et 21 est tel que la résistance de ces fils ne puisse pas s'ajouter de façon significative à la résistance de l'élément 17. Les fils 20 et 21 sont connectés à des conducteurs en cuivre respectifs 22 et 23 à l'intérieur du bras de support 3 qui est extérieur à la trajectoire du flux d'air traversant le bottier 1. Les conducteurs 22 et 23 sont reliés à une unité de mesure de tension 30 située à l'intérieur du corps de l'avion 2 qui fournit des signaux de sortie représentatifs de la température à un indicateur 40 ou à un autre dispositif d'utilisation, par l'intermédiaire d'une ligne 31. En fonctionnement, l'air circule à travers le boîtier I de sorte qu'une partie de l'air circule axialement à travers le tube 11 et qu'une partie de l'air circule le long de sa surface extérieure à travers le passage annulaire entre le dispositif de détection 10 et le boîtier 1. L'ensemble des surfaces extérieure et intérieure du tube 11 est de ce fait exposé à l'effet réchauffant ou refroidissant de l'air. Par cette méthode, les changements rapides de température de l'air sont transmis rapidement à l'élément résistant en platine avec un petit retard thermique dû au substrat en céramique sur lequel il est monté. La forme tubulaire du support en céramique I lui confère une grande résistance permettant l'utilisation d'une paroi moins épaisse. Le tube 11 a aussi une plus grande rigidité par rapport à la flexion transversale, ce qui de ce fait réduit le risque de vibration du tube. Par le fait que l'élément résistant est une piste déposée sur le tube, il n'y a pas de mouvement de l'élément par rapport à son support en vibration. Il est bien évident que des matériaux autres que le platine, tels que le nickel ou le cuivre peuvent être utilisés pour former l'élément résistant. Le matériau électriquement conducteur formant l'élément résistant peut être déposé sur le support isolant par d'autres procédés tels que le dépôt par vaporisation sous vide. Des matériaux autres que les céramiques peuvent être utilisés pour fabriquer le support tubulaire à condition qu'il y ait une surface électriquement isolante sur le support pour recevoir l'élément résistant. - 5 - Revendications I. Détecteur de température comportant un élément de détection sous la forme d'une piste en un matériau électriquement conducteur ayant une résistance qui varie avec la température de sorte que cette température peut être mesurée à partir de la résistance de points de cette piste, caractérisé en ce que le détecteur (10) comporte un élément tubulaire (11l) ayant une surface électriquement isolante, en ce que la piste (17) est formée sur la surface isolante et en ce que l'élément tubulaire (l) est ouvert pour permettre à un fluide de s'écouler le long des surfaces intérieure et extérieure de l'élément tubulaire de sorte que l'élément de détection soit exposé à la température sur ses deux surfaces. 2. Détecteur de température selon la revendication 1, caractérisé en ce que la piste (17) est formée sur la surface extérieure de l'élément tubulaire (1 1). 3. Détecteur de température selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (11) est réalisé en céramique. 4. Détecteur de température selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (11) est réalisé en alumine. 5. Détecteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure de la piste (17) est revêtue d'une couche électriquement isolante (18). 6. Détecteur de température selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche électriquement isolante (18) est un vernis vitreux. 7. Détecteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la piste (17) est réalisée en platine. 8. Détecteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la piste (17) est déposée sur l'élément tubulaire (11) par sérigraphie. -6- 9. Détecteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (Il) comporte sur sa surface une zone métallique qui est brasée à un support de montage (5). 10. Détecteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (11) est logé à l'intérieur d'un boîtier tubulaire extérieur (1) de sorte que le fluide peut circuler le long du boîtier autour de l'extérieur de l'élément tubulaire (1 1).