Brevet FR2699275A1 — publié le 19940617

Dispositif de mesure de température, notamment en atmosphères explosives La présente invention concerne le domaine du contrôle et de la régulation, notamment en milieu industriel et en particulier la mesure de la température et son exploitation, et a pour objet un dispositif de mesure de température (s), notamment en atmosphères explosives. Actuellement, les mesures de températures en atmosphères explosives sont généralement réalisées par l'intermédiaire d'appareils de mesure à structure électro-mécanique tels que les thermostats doubles avec capillaires et bulbes. Néanmoins, ces appareils connus présentent, du fait de leur structure électro-mécanique, une hystérésis élevée et une constitution fragile, nécessitant une manipulation et une mise en oeuvre délicates et entraînant une fiabilité peu élevée. En outre, leur exploitation est relativement rigide, du fait d'une utilisation restreinte sur des plages de température limitées, et demande une protection particulière à rencontre des parasites et interférences extérieures. Par ailleurs, leur intégration dans des boucles de régulation implique la conception et la réalisation de systèmes spécifiques d'exploitation et de traitement, lourds et onéreux, pour chaque utilisation particulière envisagée. Le présente invention a notamment pour but de pallier l'ensemble des inconvénients précités et de concevoir un dispositif de mesure de température (s), répondant aux normes europeennes EN50014 et EN50028 et permettant une surveillance aisée des valeurs mesurées, ainsi que la réalisation de systèmes de régulation automatiques, sans rajout d'élément supplémentaire et aisément adaptables à différentes utilisations, dont les paramètres ou les seuils de déclenchement peuvent tre facilement modifiés en fonction des applications. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de mesure de température (s), notamment en atmosphères explosives, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par au moins une sonde de mesure, comprenant chacune un transducteur de température et solidaire d'un câble de liaison et, d'autre part, par un module comportant une unité programmable de gestion et de traitement du ou des signaux délivré (s) par la ou les sonde (s) connectée (s). L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est un schéma fonctionnel représentant le dispositif de mesure conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en élévation latérale et en coupe d'une sonde faisant partie du dispositif de mesure conforme à l'invention, et, la figure 3 est une vue de dessus du boîtier renfermant le module faisant partie du dispositif de mesure conforme à l'invention. Comme le montrent les figures 1 et 2 des dessins annexés, le dispositif de mesure selon l'invention est principalement constitué, d'une part, par au moins une sonde de mesure 1, comprenant chacune un transducteur de température 2 et solidaire d'un câble de liaison 3 et, d'autre part, par un module 4 comportant une unité programmable 5 de gestion et de traitement du ou des signaux délivré (s) par la ou les sonde (s) 1 connectée (s). Ledit module 4 comprendra également, de manière avantageuse, des moyens d'affichage, des moyens 7 d'entrée de données, des moyens 8 de transmission et des moyens 9 d'actionnement, tous ces moyens étant contrôlés par l'unité programmable 5. Ainsi, le dispositif de mesure de température (s) intègre l'ensemble des moyens nécessaires à une surveillance, un contrôle ou une régulation d'une ou de plusieurs températures, lesdits moyens 6 à 9, l'unité programmable 5, une unité d'alimentation 10 ainsi que divers circuits 11 à 13 et 29 d'interfaçage avec la ou les sondes 1, constituant le module 4 et pouvant tous tre disposés dans un boîtier 13 unique et compact, préférentiellement étanche et pourvu des connecteurs adaptés aux liaisons à établir (Figure 3). Conformément à une caractéristique de l'invention, représentée à la figure 2 des dessins annexés, chaque sonde 1 est composée d'un tube rigide 15 remplie pour l'essentiel d'une substance 16 solide, du type résine époxyde, dans laquelle sont intégrés le transducteur de température 2 et l'extrémité du câble de liaison 3, la liaison entre ce dernier et le tube rigide 15 pouvant, en outre, tre renforcée au moyen d'un manchon 17, par exemple en un matériau thermorétractable, assurant ainsi, de plus, une étanchéité parfaite aux gaz au niveau de la zone de connexion. Comme le montre également la figure 2 des dessins annexés, la portion d'extrémité 18 du tube rigide 15, opposée au câble de liaison 3, est dépourvue de substance de remplissage 16 et comporte des orifices radiaux 19 traversant la paroi dudit tube 15, le transducteur de température 2 étant disposé à proximité immédiate de ladite portion d'extrémité 18. Les orifices radiaux 19, en association avec l'ouverture axiale dudit tube rigide 15, assure une bonne circulation du fluide gazeux dont la température doit tre mesurée et dans lequel la sonde 1 considérée est plongée, ce à proximité immédiate du transducteur de température 2, favorisant ainsi grandement le transfert thermique entre ledit fluide gazeux et ce dernier. Afin de permettre une transmission sûre et fiable des signaux de la ou des sondes 1 vers le module 4, et notamment non influencée par des sauts de tension ou d'autres phénomènes parasites extérieurs, le transducteur de température 2 est du type générateur de courant. Selon une autre caractéristique de l'invention, représentée sur la figure 1 des dessins annexés, l'unité programmable 5 de gestion de la ou des sondes 1 et de traitement des signaux émis par ces dernières se présente essentiellement sous la forme d'un microprocesseur doté de mémoires de travail et de stockage d'un programme de gestion du fonctionnement du module 4, coopérant avec un commutateur électronique 11, une unité 12 de réglage des gains et des zéros et un circuit 13 convertisseur analogique/numérique qui, respectivement et successivement, sélectionne, adapte et transforme les signaux délivrés par la ou les sondes 1 en signaux numériques exploitables par ledit microprocesseur en vue de leur affichage, de leur enregistrement, de leur traitement et/ou de leur transmission. Comme le montre plus particulièrement la figure 3 des dessins annexés, les moyens 7 d'entrée de données se présentent sous la forme d'un clavier à touches comprenant, notamment, des touches 20, 20'd'incrémentation et de décrémentation, des touches 21 de sélection des paramètres à afficher ou à régler et des touches 22 et 23 de remise à zéro et d'autorisation de réglage des paramètres. Les touches 21 pourront, avantageusement, comprendre des touches commandant respectivement l'affichage de la température mesurée, de la consigne de régulation, du seuil et du type de l'alarme et de la durée de la mise en oeuvre de la sonde 1 sélectionnée préalablement au moyen des touches d'incrémentation 20 et de décrémentation 20'. Après actionnement de la touche 23 d'autorisation de réglage des paramètres, les touches 20 et 20'permettront de modifier la valeur de la consigne de régulation, la valeur du seuil d'une alarme et le mode de déclenchement de cette dernière, à savoir par dépassement vers le haut ou vers le bas, ce en fonction de la touche 21 activée. En outre, les touches 21 pourront également comporter une touche dite de"calibration", permettant de corriger les mesures effectuées par une sonde 1 considérée, en l'incrémentant ou en la décrémentant, en permanence, d'une valeur réglable, indiquée par le fabricant de la sonde 1 considérée, suite à des tests d'étalonnage et de calibrage. En conséquence, les sondes 1 mises en oeuvre par le dispositif de mesure conforme à l'invention n'auront pas besoin de repondre à des critères de calibration ou de finesse de fabrication extrmement précis, le module 4 et, notamment l'unité programmable 5 pouvant compenser en permanence et individuellement un défaut de décalage de mesure de chacune des sondes 1. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, représentée aux figures 1 et 2 des dessins annexés, les moyens d'affichage consistent en un écran composé de plusieurs unités d'afficheurs digitaux 24 disposés en rangée et contrôlées par l'unité programmable 5 à travers un circuit intermédiaire de commande et d'alimentation 25, des témoins lumineux 26 d'activation et de validation pouvant, en outre, tre associés à plusieurs des moyens 7 d'entrée de données. Ainsi que le montre également la figure 1 des dessins annexés, les moyens 9 d'actionnement consistent en un ou plusieurs ensembles interface de sortie 27/interface de puissance 28, dont l'interface de sortie 27 est relié à l'unité programmable 5 et dont l'interface de puissance 28 adapte les ordres émis par l'unité programmable 5, à travers ledit interface de sortie 27, en vue de la commande d'un ou de plusieurs dispositifs d'alarme et/ou d'un ou de plusieurs moyens d'activation de systèmes permettant de générer une augmentation et /ou une diminution de la ou des températures mesurées, en vue, notamment, de la régulation de la ou des températures relevées par la ou les sondes de mesure 1 mises en oeuvre. Préférentiellement, chaque interface de puissance 28 est constituée par un ou une pluralité d'optocommutateurs commandés, chacun, par l'unité programmable et à travers l'interface de sortie 27 au moyen d'un composant électro-luminescent, la ou les sondes 1 pouvant tre reliée (s) au module 4 par l'intermédiaire d'un circuit 29 d'isolation et d'amplification (non représenté), permettant d'obtenir une double isolation galvanique, à savoir, au niveau des sondes 1 et au niveau des interfaces de puissance 28. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens 8 de transmission se présentent sous la forme d'une interface de connexion d'une ligne de transfert de données spécialisée, le cas échéant, bidirectionnelle, préférentiellement du type RS 232. Le dispositif de mesure conforme a 1'invention peut également comporter, d'une part, des moyens de vérification du branchement et de l'état de fonctionnement de la ou des sondes 1 et, d'autre part, des moyens de comptage de la durée de mise en oeuvre de la ou des sondes 1. Comme le montre la figure 1 des dessins annexés, le module 4 peut tre relié à plusieurs sondes de mesure 1 simultanément, dont les mesures sont acquises de manière séquentielle et traitées en temps réel par l'unité programmable 5 de gestion et de traitement, à chacune desdites sondes 1 étant associé un dispositif d'alarme etfou un moyen d'activation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de température (s), notamment en atmosphères explosives, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué, d'une part, par au moins une sonde de mesure (1), comprenant chacune un transducteur de température (2) et solidaire d'un câble de liaison (3) et, d'autre part, par un module (4) comportant une unité programmable (5) de gestion et de traitement du ou des signaux délivré (s) par la ou les sonde (s) (1) connectée (s). 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit module (4) comprend également des moyens (6) d'affichage, des moyens (7) d'entrée de données, des moyens (8) de transmission et des moyens (9) d'actionnement, tous ces moyens étant contrôlés par l'unité programmable (5). 3. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque sonde (1) est composée d'un tube rigide (15) remplie pour I'essentiel d'une substance (16) solide, du type résine époxyde, dans laquelle sont intégrés le transducteur de température (2) et l'extrémité du câble de liaison (3), la liaison entre ce dernier et le tube rigide (15) pouvant, en outre, tre renforcée au moyen d'un manchon (17). 4. Dispositif de mesure selon la revendication 3, caractérisé en ce que la portion d'extrémité (18) du tube rigide (15), opposée au câble de liaison (3), est dépourvue de substance de remplissage (16) et comporte des orifices radiaux (19) traversant la paroi dudit tube (15), le transducteur de température (2) étant disposé à proximité immédiate de ladite portion d'extrémité (18). 5. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le transducteur de température (2) est du type générateur de courant. 6. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'unité programmable (5) de gestion de la ou des sondes (1) et de traitement des signaux émis par ces dernières se présente essentiellement sous la forme d'un microprocesseur doté de mémoires de travail et de stockage d'un programme de gestion du fonctionnement du module (4), coopérant avec un commutateur électronique (11), une unité (12) de réglage des gains et des zéros et un circuit (13) convertisseur analogique/numérique qui, respectivement et successivement, sélectionne, adapte et transforme les signaux délivrés par la ou les sondes (1) en signaux numériques exploitables par ledit microprocesseur en vue de leur affichage, de leur enregistrement, de leur traitement et/ou de leur transmission. 7. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les moyens (7) d'entrée de données se présentent sous la forme d'un clavier à touches comprenant, notamment, des touches (20, 20') d'incrémentation et de décrémentation, des touches (21) de sélection des paramètres à afficher ou à régler et des touches (22 et 23) de remise à zéro et d'autorisation de réglage des paramètres. 8. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les moyens (6) d'affichage consistent en un écran composé de plusieurs unités d'afficheurs digitaux (24) disposés en rangée et contrôlées par l'unité programmable (5) à travers un circuit intermédiaire de commande et d'alimentation (25) des témoins lumineux (26) d'activation et de validation pouvant, en outre, tre associés à plusieurs des moyens (7) d'entrée de données. 9. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les moyens (9) d'actionnement consistent en un ou plusieurs ensembles interface de sortie (27)/interface de puissance (28), dont l'interface de sortie (27) est relié à l'unité programmable (5) et dont l'interface de puissance (28) adapte les ordres émis par l'unité programmable (5), à travers ledit interface de sortie (27), en vue de la commande d'un ou de plusieurs dispositifs d'alarme et/ou d'un ou de plusieurs moyens d'activation de systèmes permettant de générer une augmentation et /ou une diminution de la ou des températures mesurées, en vue, notamment, de la régulation de la ou des températures relevées par la ou les sondes de mesure (1) mises en oeuvre. consistent en un écran composé de plusieurs unités d'afficheurs digitaux (24) disposés en rangée et contrôlées par l'unité programmable à travers un circuit intermédiaire de commande et d'alimentation (25), des témoins lumineux (26) d'activation et de validation pouvant, en outre, tre associés à plusieurs des moyens (7) d'entrée de données. 10. Dispositif de mesure selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque interface de puissance (28) est constituée par un ou une pluralité d'optocommutateurs commandés, chacun, par l'unité programmable (5} et à travers l'interface de sortie (27) au moyen d'un composant électro-luminescent, la ou les sondes (1) pouvant tre reliée (s) au module (4) par l'intermédiaire d'un circuit (29) d'isolation et d'amplification. 11. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que les moyens (8) de transmission se présentent sous la forme d'une interface de connexion d'une ligne de transfert de données spécialisée, le cas échéant, bidirectionnelle, préférentiellement du type RS 232. 12. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte également, d'une part, des moyens de vérification du branchement et de l'état de fonctionnement de la ou des sondes (1) et, d'autre part, des moyens de comptage de la durée de mise en oeuvre de la ou des sondes (1). 13. Dispositif de mesure selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module (4) est relié à plusieurs sondes de mesure (1) simultanément, dont les mesures sont acquises de manière séquentielle et traitées en temps réel par l'unité programmable (5) de gestion et de traitement, à chacune desdites sondes (1) étant associé un dispositif d'alarme et/ou un moyen d'activation. 14. Dispositif de mesure, selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'ensemble des éléments constitutifs du module (4) sont disposés dans un boîtier (13) compact,préférentiellement étanche.