Brevet FR2686972A1 — publié le 19930806

CAPTEUR DE DEFORMATION La présente inventionncenroe la dét Ecticn i déform- tions, en particulier par l'application de capteurs de déformation sur des dispositifs tels que des tiges de soupapes après que ces dispositifs ont déjà-été installés à leur emplacement d'utilisation et au cours de leur utilisation. L'application de capteurs de déformation sur des tiges de soupapes est une technique connue. On a découvert que des capteurs de déformation du type mentionné cidessus peuvent être réalisés de façon appropriée et souhaitable au moyen d'une lamelle de capteur comprenant un circuit de capteur, la lamelle étant portée par un support qui est conçu pour être fixé de manière adhésive sur un dispositif. Dans des modes de réalisation préférés, la lamelle de capteur comprend un circuit gravé qui est encapsulé dans une matière plastique (ce circuit compre- nant à la fois des circuits d'extensomètre de mesure de couple et de mesure de poussée), le support est une feuille mince d'acier inoxydable, et le support comprend une paire de blocs de serrage pour appliquer fermement le support autour du dispositif. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de la structure et du fonctionnement du mode de réalisation actuellement préféré, donné à titre d'exemple non limitatif La suite de la description se réfère aux dessins dans lesquels: La figure 1 est une vue en plan du mode de réalisation préféré, dans laquelle le circuit est repré- senté en traits continus bien qu'il soit recouvert par une mince couche de matière plastique. La figure 2 est une coupe schématique agrandie, ne respectant pas l'échelle, selon la ligne 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue en élévation latérale du mode de réalisation au cours de son application avec serrage sur une tige de soupape. La figure 4 est une représentation du mode de réalisation en position sur la tige de soupape. La figure 5 est un schéma de circuit de la partie de pont de mesure de couple du mode de réalisation préféré. La figure 6 est un schéma de circuit de la partie de pont de mesure de poussée du mode de réalisation préféré. Structure La figure 1 montre une vue en plan du mode de réalisation préféré, qui est désigné de façon générale par la référence 10 Un morceau de tôle pour cale 12, en acier inoxydable de 76 pm d'épaisseur, porte une lamelle 14 et une paire de blocs de serrage 16. Les blocs de serrage 16 (en acier au carbone) sont soudés par points sur la tôle pour cale 12. La lamelle 14 comprend une partie inférieure en polyimide flexible 20, un circuit gravé en Constantan 22 et une partie supérieure flexible en polyimide 24, le circuit étant intercalé entre les parties en polyimide. Chaque partie en polyimide mesure 25 pum d'épaisseur Le Constantan mesure 5 pm d'épaisseur. Dans la fabrication, on fixe une couche de Constantan ayant l'épaisseur indiquée sur la partie infé- rieure 20 On la grave ensuite pour produire les pistes et les plots conducteurs et les extensomètres On recouvre ensuite la structure avec la partie supérieure en polyimide 24 Des structures lamellaires de ce type sont commercialisées par J P Technologies, Upland, Californie. La lamelle 14 enrobée dans du polyimide est fixée à la tôle pour cale 12 au moyen d'une couche polymérisée d'adhésif époxy qui est commercialisé sous la désignation BLH-DPY-500. En considérant maintenant le circuit en Constantan, on voit sur la figure 1 un extensomètre à pont de mesure de couple 30, dans lequel les fils résistants gravés dans le Constantan font un angle de 450, en étant orientés vers le haut et vers la droite sur la figure 1. Cet extensomètre est connecté par une piste de connexion 32 à un extensomètre à pont de mesure de couple 34, dont les fils résistants sont gravés sous un angle de 450 en étant orientés vers le haut et vers la gauche sur la figure 1 La piste de connexion 32 est également connectée à une piste de connexion 35 qui est dirigée vers un plot 36 Un troisième extensomètre de mesure de couple 38 comporte des "fils" résistants semblables à ceux de l'extensomètre 30, faisant un angle de 45 en étant orientés vers le haut et vers la droite de la figure 1. Les éléments résistifs du quatrième extensomètre de mesure de couple 40 sont orientés comme ceux de l'extensomètre 34 Les extensomètres 38 et 40 sont connectés par la piste 42, qui est également connectée à la fois à la piste 44 et au plot 46 Les extensomètres 34 et 38 sont respectivement connectés aux plots 52 et 56 par des pistes 48 et 50. Le circuit que l'on vient de décrire est celui relatif à l'extensomètre de mesure de couple, et il est désigné de façon générale par la référence 58. Un circuit similaire, désigné de façon génarale par la résistance 60, procure un circuit d'extensomètre de mesure de poussée, qui est destiné à mesurer des déforma- tions de traction ou de compression Le circuit 60 comprend des extensomètres 62, 64, 66, 68, et les "fils" résistants qui sont incorporés dans ces extensomètres sont respectivement orientés, sur la figure 1, dans les direc- tions verticale, horizontale, verticale et horizontale. Les figures 5 et 6 représentent les circuits électriques équivalents. La figure 5 montre le pont d'extensomètre de mesure de couple L'excitation est effectuée par l'inter- médiaire de lignes 35 (polarité négative) et 44 (polarité positive); le signal apparaît sur les lignes 48, 50 (polarité positive) et 76 (polarité négative) Des fils dirigés vers un connecteur extérieur (non représentés) sont brasés sur les plots (par exemple le plot 36) qui sont connectés électriquement aux extensomètres Des plots divisés (tels que les plots 52, 56) laissent la possibi- lité de court-circuiter l'espace entre les plots, ou de connecter une résistance entre eux, pour le réglage, d'une manière bien connue dans la technique. La figure 6 représente l'extensomètre de mesure de poussée. La figure 3 montre le procédé de montage du capteur 10 sur une tige de soupape 70 La tige 70 est soumise à un nettoyage ou une abrasion sur la surface devant être placée en contact avec la tôle pour cale 12, et la surface de cette dernière est également soumise à un nettoyage et une abrasion pour améliorer l'adhérence Une couche d'un adhésif époxy (pouvant être celui qui est commercialisé par Armstrong Products Co, Warsaw, Indiana sous la désignation A-2) est placée entre les surfaces précitées, et le capteur 10 est ensuite serré autour de la tige de soupape 70 au moyen d'une pince à ressort 72. Pendant que la pince 72 serre le capteur 10 autour de la tige 70, l'adhésif est polymérisé, en effectuant dans ce but un chauffage approprié. On peut ensuite retirer les blocs 16, si on le désire, au moyen d'un burin ou d'une autre manière. L'utilisation du capteur de l'invention permet une installation très rapide sur les lieux d'utilisation, ce qui est particulièrement souhaitable lorsqu'on est en présence de radiations. REVENDICATIONS 1 Capteur de déformation, caractérisé en ce qu'il comprend: un support ( 12) et une lamelle d'exten- somètre ( 14) montée sur le support ( 12). 2 Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lamelle( 14)comprend un circuit de pont de mesure de couple ( 58) et un circuit de pont de mesure de poussée ( 60). 3 Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque circuit est constitué par une partie d'une couche gravée ( 22). 4 Capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche ( 22) est en Constantan. Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lamelle ( 14) comprend au moins un circuit d'extensomètre ( 58, 60). 6 Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque circuit ( 58, 60) est encapsulé dans une matière plastique. 7 Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support ( 12) porte une paire de moyens de serrage ( 16). 8 Capteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support consiste en un morceau de tôle pour cale ( 12). 9 Capteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de serrage ( 16) sont soudés par points sur la tôle pour cale ( 12).