Brevet FR2716834A1 — publié le 19950908

DISPOSITIF D'ENROBAGE D'UN CAPTEUR L'invention concerne un dispositif d'enrobage d'un capteur tel que par exemple un capteur ampérométrique adapté à mesurer la teneur d'une substance dans un fluide. Le dispositif conforme à l'invention, formant moule, permet notamment d'améliorer la mise en oeuvre et les performances d'un tel capteur dans des conditions d'exploitation difficiles. On connaît, par exemple un type de capteur ampéremétrique formant une sorte de cellule électrochimique miniature et apte à mesurer la teneur d'une substance dissoute dans un fluide et susceptible de participer à une réaction d'oxydoréduction. Un mode de réalisation actuellement préféré d'un tel capteur est réalisé à partir d'un substrat de silicium auquel on a fait subir les traitements photolithographiques appropriés, porté par une plaquette isolante formant par exemple circuit imprimé, ce dernier assurant les nécessaires liaisons électriques avec le capteur. Dans le cas d'un capteur destiné à être immergé dans une conduite où circule un liquide, il a été proposé de monter la plaquette sur laquelle est installé le capteur à l'extrémité d'un support tubulaire engagé sensiblement radialement dans la conduite de façon que le capteur soit relativement éloigné de la paroi de la conduite et par conséquent parfaitement en contact avec le fluide en circulation. L'autre extrémité du tube formant support est accessible à l'extérieur de la conduite grâce à un dispositif d'introduction spécial, à boisseau étanche. Bien entendu, le support tubulaire est obturé au voisinage de son extrémité immergée. Les conducteurs de liaison, s'étendant dans le tube support, sont accessibles à l'extérieur de la conduite et le capteur est aisément interchangeable, avec son support. Cependant, dans des conditions d'exploitation difficiles (ce qui est particulièrement le cas pour les capteurs de chlore immergés dans les conduites d'eau d'un réseau) la durée de vie des capteurs est limitée et ils doivent être régulièrement remplacés. Le réétalonnage d'un tel capteur est long et difficile, principalement en raison d'importantes dispersions de caractéristiques entre les capteurs. L'un des buts de l'invention est de réduire les dispersions de caractéristiques des capteurs, simplifiant les opérations d'étalonnage. Un autre but de l'invention est de réaliser effectivement l'étanchéité du montage de la plaquette du capteur à l'extrémité du support tubulaire, même sous haute pression. L'idée de base de l'invention consiste à réaliser un enrobage particulier du capteur à l'extrémité de son support tubulaire, propre à déterminer de façon précise et reproductible la surface sensible du capteur en contact avec le fluide (I'eau) et éliminer ainsi l'une des causes de dispersion des caractéristiques. Plus précisément, I'invention concerne donc un dispositif d'enrobage d'un capteur à l'extrémité d'un support tubulaire, ledit capteur étant monté sur une face d'une plaquette faisant saillie à l'extrémité dudit support tubulaire, caractérisé en ce qu'il comporte un corps de moulage muni d'un conduit de moulage apte à recevoir une extrémité dudit support tubulaire en coulissement et ladite plaquette, en ce que ledit corps abrite un insert amovible présentant une surface de butée engagée dans ledit conduit de moulage et disposée sensiblement parallèlement et en regard de la position de ladite plaquette, en ce que ledit insert comporte un premier perçage perpendiculaire à ladite surface de butée et débouchant dans ledit conduit de moulage en regard de l'emplacement dudit capteur sur ladite plaquette et en ce qu'une tige porte-joint est montée à coulissement dans ledit perçage, I'extrémité de ladite tige dans ledit conduit de moulage étant conformée pour porter un joint annulaire et le maintenir sur ledit capteur pendant une opération d'enrobage. Ainsi, grâce au dispositif d'enrobage défini ci-dessus la surface effective du capteur dépend des dimensions de la fenêtre définie par le joint annulaire. Le dispositif de moulage comporte avantageusement des moyens pour solliciter la plaquette vers la surface de butée de l'insert afin de presser le joint contre la surface du capteur pendant le moulage du matériau d'enrobage. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre d'un dispositif d'enrobage conforme à son principe, donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation du dispositif d'enrobage, selon une coupe I - I de la figure 2 - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1; et - la figure 3 est une vue de détail de l'insert amovible. Sur les dessins, on a représenté un dispositif d'enrobage 10 d'un capteur 1 1 monté sur une face d'une plaquette 12 faisant saillie à l'extrémité d'un support tubulaire 13, ici à section circulaire sensiblement, dans un plan médian axial de celui-ci. La largeur de la plaquette 12 correspond sensiblement au diamètre intérieur du support tubulaire. Le capteur 1 1 est situé sur la partie de la plaquette 12 qui est à l'extérieur du support 13. Sur les figures 1 et 2, le capteur et son support sont représentés avant enrobage mais en place dans le dispositif d'enrobage 10. Ce dernier se compose principalement d'un corps de moulage 18, présentant une face supérieure horizontale, muni d'un conduit de moulage 19 (apte à recevoir une extrémité de support tubulaire 13 en coulissement ainsi que la plaquette 12 qui en fait saillie) et d'un insert amovible 22 incrusté transversalement dans un logement 23 ouvert à la face supérieure dudit corps. Le conduit de moulage 19 est perpendiculaire à la face supérieure du corps 18. Cet insert a globalement la forme d'un barreau à section rectangulaire (ou carrée) et le logement 23 communique avec le conduit de moulage 19. Ce logement est de forme et dimensions adaptées à celles du barreau. Un positionnement précis du barreau est obtenu grâce à un pion cylindrique 25 solidaire du corps. L'insert comporte un trou calibré 26 dans lequel vient se loger le pion. Dans cette position, L'insert 22 présente une surface de butée 28, plane (figure 3) engagée dans le conduit de moulage 19 et disposée sensiblement parallèlement et en regard de la position de la plaquette 12 dans le conduit de moulage, notamment en regard du capteur 11. L'insert 22 et au moins une partie centrale du corps de moulage 18 sont en polytétrafluoroéthylène ou tout autre matériau analogue sur lequel le matériau d'enrobage utilisé ne peut adhérer. Dans l'exemple décrit, ledit corps 18 comporte un noyau 30 en un tel matériau, globalement cylindrique tubulaire, dans lequel est défini le conduit de moulage 19 (plus exactement la partie extrême de celui-ci) comportant une découpe ou échancrure latérale définissant une partie du logement 23 dudit insert. Plus généralement, toutes les parties du dispositif d'enrobage qui sont susceptibles d'être en contact avec le matériau d'enrobage sont en polytétrafluoroéthylène ou matériau analogue, pour permettre un démoulage facile. Selon une caractéristique importante de l'invention l'insert 22 comporte un premier perçage 34 perpendiculaire à ladite surface de butée 28, qui débouche dans le conduit de moulage 19 en regard de l'emplacement du capteur 11 sur la plaquette 12. Une tige porte-joint 36 est montée à coulissement dans ce perçage. L'extrémité de cette tige qui débouche dans le conduit de moulage est conformée pour porter un joint annulaire 38 et le maintenir sur ledit capteur (c'est-à-dire sur la surface sensible de celui-ci) pendant une opération d'enrobage, notamment pendant l'introduction et le durcissement d'une résine appropriée dans le conduit de moulage 19. Dans l'exemple le joint 38 est un joint torique en matériau élastomère de dimensions prescrites et bien déterminées. La tige 36 s'étend aussi dans une gorge radiale 40 dudit corps de moulage 18, ouverte à la face supérieure de celui-ci et se termine par un bouton de manoeuvre 37. En outre, le dispositif comporte des moyens pour solliciter ladite plaquette 12 vers la surface de butée 28 afin de presser le joint 38 contre la surface du capteur. Ces moyens sont ici, constitués par une tige de poussée 41 montée dans un second perçage 42, s'étendant dans le corps 18 comme dans le noyau 30 et débouchant dans ledit conduit de moulage 19 en regard dudit insert. L'extrémité de la tige de poussée 41 vient ainsi porter contre la face de la plaquette 12 qui ne porte pas le capteur. La plaquette étant légèrement flexible, cette action a pour effet d'assurer un bon contact sans jeu entre le joint torique 38 et le capteur 11. La tige de poussée 41 se termine par un bouton de manoeuvre 43. Les tiges 36 et 41 sont en polytétrafluoroéthylène ou analogue. Pour faciliter l'introduction du matériau d'enrobage du côté du capteur, des saignées rectilignes 44 sont pratiquées sur les côtés de ladite surface de butée 28 de l'insert 22, dans le conduit de moulage. Dans l'exemple décrit, on a prévu deux saignées 44 s'étendant de part et d'autre de l'orifice 34a dudit premier perçage 34. Enfin, L'insert 22 comporte une creusure 46 s'étendant entre le bord inférieur de celui-ci et l'orifice 34a dudit premier perçage 34. Cette creusure permet de dégager la place nécessaire pour loger et enrober la "goutte" de silicone déposée sur la plaquette pour protéger les connexions et soudures entre le capteur et les conducteurs de liaison. Pour contrôler la quantité de matériau d'enrobage introduite dans le support tubulaire 13, des obturateurs semi-cylindriques 48 en matériau élastomère sont disposés à l'intérieur dudit support 13 entre la paroi interne de celui-ci et chacune des faces de la plaquette 12. De préférence, le matériau d'enrobage est une résine polymérisable, mise en oeuvre avec un catalyseurdurcisseur. Après enrobage le joint annulaire fait partie intégrante du support du capteur. REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'enrobage d'un capteur à l'extrémité d'un support tubulaire, ledit capteur étant monté sur une face d'une plaquette faisant saillie à l'extrémité dudit support tubulaire, caractérisé en ce qu'il comporte un corps de moulage(18) muni d'un conduit de moulage (19) apte à recevoir une extrémité dudit support tubulaire en coulissement et ladite plaquette, en ce que ledit corps abrite un insert (22) amovible présentant une surface de butée (28) engagée dans ledit conduit de moulage et disposée sensiblement parallèlement et en regard de la position de ladite plaquette, en ce que ledit insert comporte un premier perçage (34) perpendiculaire à ladite surface de butée et débouchant dans ledit conduit de moulage en regard de l'emplacement dudit capteur sur ladite plaquette et en ce qu'une tige porte-joint (36) est montée à coulissement dans ledit perçage, I'extrémité de ladite tige dans ledit conduit de moulage étant conformée pour porter un joint annulaire (38) et le maintenir sur ledit capteur pendant une opération d'enrobage. 2. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (41, 42) pour solliciter ladite plaquette vers ladite surface de butée, afin de presser ledit joint contre la surface dudit capteur. 3. - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits moyens pour solliciter ladite plaquette comportent un second perçage (42) débouchant dans ledit conduit de moulage en regard dudit insert et une tige de poussée (41) montée dans ce second perçage, I'extrémité de cette tige de poussée venant s'appliquer contre la face de ladite plaquette qui ne porte pas ledit capteur. 4. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit insert (22) a globalement la forme d'un barreau à section rectangulaire et en ce que ledit corps comporte un logement ouvert (23) à sa partie supérieure, communiquant avec ledit conduit de moulage, de forme et dimensions adaptées à celles dudit barreau, ledit barreau étant mis en place et immobilisé dans ledit logement. 5. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit insert (22) comporte des saignées rectilignes (44) pratiquées sur les côtés de ladite surface de butée, dans ledit conduit de moulage, pour favoriser l'introduction de matériau d'enrobage. 6. - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte deux telles saignées (44) s'étendant de part et d'autre de l'orifice (34a) dudit premier perçage. 7. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit insert comporte une creusure (46) s'étendant entre le bord inférieur de celui-ci et l'orifice dudit premier perçage. 8. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit insert (22) et au moins une partie centrale dudit corps sont en polytétrafluoroéthylène ou matériau analogue. 9. - Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que ledit corps comporte un noyau (30) dans lequel est défini ledit conduit de moulage, comportant une découpe latérale définissant une partie du logement dudit insert, et en ce que ce noyau est en polytétrafluoroéthylène ou matériau analogue. 10. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est adapté à recevoir une résine polymérisable mise en oeuvre avec un catalyseurdurcisseur.