Brevet FR2726650A1 — publié le 19960510

La présente invention concerne un détecteur de présence d'un corps destiné à être intégré dans un circuit électrique ou électronique de surveillance. Le dispositif mis au point permet d'ouvrir un circuit ou de déclencher un signal lorsque le taux du corps dans l'ambiance environnante devient supérieur à un niveau prédéterminé. Le corps détecté peut être de l'eau. En effet, pour de nombreux appareils et installations techniques, la présence d'eau est nuisible dès que celle-ci dépasse un certain seuil préétabli. La présence d'eau peut se manifester, soit par un taux d'humidité relatif élevé de l'air ambiant supérieur à une valeur donnée, soit par une condensation d'eau, soit encore par une accumulation d'eau. Alors que l'humidité relative de l'air peut être tolérable jusqu'à un taux prédéfini, la présence d'eau de condensation ou d'eau accumulée n'est en général pas tolérable. Pour mesurer et surveiller la présence d'eau dans les différents cas de figure énoncés plus haut, on a eu recours jusqu'à présent à des instruments de mesure parmi lesquels se trouvent par exemple: des hygromètres à cheveux comprenant une fibre synthétique dont on mesure l'allongement; des dispositifs comprenant au moins un flotteur, pour mesurer le niveau d'eau accumulé; ou encore, des instruments de mesure électronique comprenant au moins un amplificateur et mesurant la variation de la résistance d'un composant hybride. Ces appareils et leurs installations sont souvent coûteux et pour le moins, assez complexes. Compte-tenu du nombre élevé de détecteurs qu'il s'agit souvent d'installer pour répondre aux exigences des réglementations en vigueur, l'utilisation de tels détecteurs représente parfois des coûts assez importants. Aussi le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités de détecteurs de présence d'eau. Plus généralement, elle doit servir à détecter la présence d'un corps quelconque de façon similaire. Le but de l'invention est particulièrement de proposer un dispositif de structure simple et réalisable à faible coût pour détecter la présence d'un corps. Un autre but de l'invention est de proposer un détecteur de présence d'un corps qui est relié à un dispositif de mesure ou de contrôle par seulement deux connecteurs. C'est encore un but de l'invention de proposer un dispositif de mesure et de contrôle du taux du corps dans l'ambiance, fiable et facile à gérer. Un autre objectif est de pouvoir utiliser directement le détecteur dans un circuit avec des tensions usuelles, telles que du 220 V. Un but supplémentaire de l'invention est d'obtenir un dispositif indéfiniment réutilisable par simple réarmement. L'invention a pour objet un détecteur de présence d'un corps comprenant un boîtier, deux picots électriques fixés au boîtier et un élément sensible au corps. L'élément a une première forme solide, correspondant à un premier état électrique de la liaison entre les picots en l'absence du corps, et une seconde forme désagrégée, correspondant à un second état électrique lorsque l'ambiance a un taux du corps supérieur à niveau prédéterminé. Le passage d'un état électrique à l'autre se produit par une action mécanique provoquée par le changement de forme de l'élément, qui engendre le déplacement d'un moyen de contact entre les picots. Selon un mode préféré de l'invention, le moyen de contact est une lamelle qui ferme le contact entre les picots dans l'une des deux formes de l'élément, cette lamelle étant actionnée par un système mécanique. Le détecteur comporte alors avantageusement un guide-lamelle qui guide la lamelle par rapport au boîtier, la maintenant au contact des picots dans l'une des deux formes de l'élément et séparée d'eux dans l'autre forme. Dans ce mode de réalisation, le boîtier comporte de préférence un lamage dans lequel sont placés les picots, le lamage comprenant au moins un épaulement qui sert de butée à la lamelle dans les deux états électriques, et le guidelamelle comporte une saillie faisant appui sur la lamelle, de telle sorte que cette dernière est cintrée quand elle est au contact des picots. Il est alors avantageux que le détecteur comprenne un ressort, entre le boîtier et le guide-lamelle, le ressort exerçant sur le guide-lamelle une force opposée à celle exercée par l'élément. Selon l'un des modes de réalisation de l'invention, le corps est de l'eau. L'élément sensible à l'eau est alors avantageusement composé d'un sel minéral aggloméré sous forme solide qui fond au contact de l'eau ou à un degré d'hygrométrie prédéterminé. I1 est judicieux de choisir le sel minéral parmi ceux qui suivent présentés selon un ordre croissant du taux d'humidité constituant le sel de détection: bromure de lithium, chlorure de lithium, acétate de potassium, chlorure de magnésium, carbonate de potassium, nitrate de potassium, iodure de potassium, chlorure de sodium, sulfate d'ammonium, chlorure de potassium, chlorure de baryum, nitrate de potassium, dichromate de potassium. Selon un mode préféré de l'invention, l'élément sensible au corps a la forme d'une pastille. D'autre part, le détecteur comporte avantageusement un joint d'étanchéité entre l'élément et les picots. De préférence, le joint peut se déformer pour permettre l'action mécanique et pour absorber les différences de volume dues aux variations de température et de pression. Le boîtier est utilement équipé d'un couvercle le fermant, laissant pénétrer le corps au contact de l'élément et permettant de remplacer ce dernier. I1 est judicieux que le couvercle présente un perçage permettant l'évacuation de l'élément dans sa seconde forme. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront â la lecture du mode de réalisation décrit ciaprès en référence aux dessins. Dans ces dessins: La Figure 1 montre le détecteur de présence d'un corps en une coupe longitudinale dans son premier état électrique. La Figure 2 représente le détecteur de la Figure 1 dans son second état électrique. La Figure 3 montre le détecteur des Figures 1 et 2 en coupe A-A. La Figure 4 montre le détecteur des Figures 1 et 2 en demi-coupe B-B. La Figure 5 est une vue de dessus du détecteur. La Figure 6 est une vue de dessous du détecteur muni de son couvercle. La Figure 7 montre le détecteur de présence d'un corps équipé de moyens de transport selon une coupe longitudinale. Dans le mode de réalisation représenté, le corps détecté est de l'eau. Le détecteur de présence d'eau comporte un boîtier 1 possédant un lamage 20 au centre. Ce lamage est rempli de résine époxy pour l'étanchéité de l'appareil. Deux picots électriques 3 sont placés dans des perçages au fond du lamage 20. Les picots 3 sont reliés vers l'extérieur par des fils soudés et leur écartement est déterminé par des normes électriques. Une lamelle 5, constituée de bronze au béryllium, établit le contact entre les picots 3 et donne à leur liaison un premier état électrique conducteur. Cette lamelle 5 de forme rectangulaire a une épaisseur de 0,25 mm, ces caractéristiques permettant une déformation élastique facile. Sa largeur 40 de 4 mm lui donne une section de 1 nécessaire pour pouvoir accepter un courant de 16 ampères. Deux épaulements 21 sur le lamage 20 servent de butées à la lamelle 5. De plus, un congé sur chaque épaulement 21 augmente le contact avec la lamelle 5 et, de ce fait, réduit l'usure dans le temps. Les picots 3 peuvent ainsi, sans difficulté être interposés sur une ligne électrique 220 V. Un ressort 2 est placé dans une entaille cylindrique 25 creusée dans la partie supérieure du boîtier 1. Des méplats 22 réalisés sur les parties cylindriques du boîtier facilitent le positionnement des pièces et évitent leur entraînement en rotation. Le boîtier 1 comporte également un épaulement 23 dans sa partie inférieure servant de butée à un joint d'étanchéité 6. Des rainures 24 formées sur l'extérieur de l'épaulement 23 servent de glissières à un couvercle 7. Le diamètre extérieur du boîtier 1 mesure environ 14 mm et ses parois ont une épaisseur de 1 mm. Le détecteur de présence d'eau comporte également un guide-lamelle 4, qui guide la lamelle 5 par rapport au boîtier 1 et la maintient au contact des picots 3 en présence d'un élément 9 dans sa forme solide. Cette pièce possède un tenon cylindrique 26 dans sa partie supérieure qui vient se positionner dans l'entaille cylindrique 25 du boîtier 1. Des interstices 31 prévues entre le guide-lamelle 4 et le boîtier 1 permettent d'éviter un éventuel effet de ventouse, grâce à une bonne communication de l'air, de telle sorte que le guide-lamelle 4 puisse facilement jouer un rôle de piston, en se déplaçant dans le boîtier 1. Le guide-lamelle 4 est pourvu d'une saillie longitudinale 27 arrondie en appui sur la lamelle 5 par un contact linéaire, sans risque d'usure rapide. Le guide-lamelle 4 comprend également un épaulement 28 dans sa partie inférieure pour réduire la hauteur de l'élément 9 sous forme solide, ainsi qu'un lamage 29, dans cet épaulement 28, pour garder des épaisseurs constantes pour le moulage. L'épaisseur 30 du rond central du guide-lamelle 4 mesurant 1,5 mm sert d'isolant entre la partie électrique contenant les picots 3 et la partie où il peut y avoir de l'eau contenant l'élément 9. Un joint 6 assure l'étanchéité entre la partie électrique et celle pouvant contenir de l'eau. I1 est constitué en matière plastique souple sans reprise d'humidité. La forme du joint 6 lui permet une déformation verticale nécessaire à la montée et à la descente du guide-lamelle 4, grâce à la présence d'une partie en soufflet 42. Le joint 6 comprend également une partie épaisse 41 dont le diamètre intérieur est inférieur au diamètre intérieur du boîtier 1 à la base de l'épaulement 23. Cette partie épaisse 41 sert ainsi de butée au guide-lamelle 4 lorsque l'élément 9 est sous sa forme désagrégée. Le joint 6 sert aussi à absorber les différences de volume dues aux variations de température et de pression atmosphérique. Une rondelle 8 est montée serrée dans le boîtier 1 et presse le joint d'étanchéité 6 contre le boîtier 1. Elle possède un épaulement pour la rendre plus solide. L'élément 9 sensible à l'eau est composé d'un sel minéral aggloméré en forme de pastille qui fond au contact de l'eau ou à un degré d'hygrométrie prédéterminé. Pour détecter la présence d'un taux d'humidité relatif de 98%, le sel minéral choisi est du dichromate de potassium. I1 est avantageux que la pastille 9 comprenne de plus un liant et un colorant permettant de repérer visuellement la fonte de la pastille. Le couvercle 7 est positionné autour de l'épaulement 23 du boîtier 1. I1 est maintenu grâce à trois tétons 47 placés dans les rainures 24 du boîtier 1. Les trois tétons 47 sont répartis de manière rotationnellement périodique, et ainsi espacés d'un angle a égal à 120'. I1 en va donc de même des rainures 24. La dimension angulaire p des tétons vaut 30 , et correspond à l'angle de rotation permettant de fixer le couvercle 7 au boîtier 1 par glissement des tétons 47 dans les rainures 24. Le couvercle 7 comporte également un lamage 43 servant à placer l'élément 9 sous forme de pastille, de telle sorte que cette dernière soit le plus proche possible de l'extérieur et sensiblement à moins de 1 mm de hauteur d'eau. D'autre part, le couvercle 7 comprend un perçage central 44 au fond du lamage pour que l'élément 9 soit en contact avec l'extérieur et pour permettre sa sortie sous forme fondue. Trois ajourages 45 et trois rainures 46 du couvercle 7 laissent passer l'eau. La forme des ajourages 45 est nécessaire pour introduire les parties du moule qui servent à la construction des trois tétons 47. Pour le transport, le détecteur est avantageusement muni d'un capuchon 10 qui se met sur la partie inférieure de l'appareil pour le rendre étanche. La hauteur de ce capuchon représenté sur la Figure 7 est plus importante que la partie inférieure de l'appareil pour qu'il ne puisse pas y avoir de fuites par les rainures 46 du boîtier 1. Un joint torique 11 permet d'obtenir l'étanchéité entre l'appareil et le capuchon 10. Ces pièces sont démontées après installation. Le fonctionnement du détecteur de présence d'eau selon l'invention est le suivant: le détecteur étant fixé à proximité d'un appareil pour lequel la présence d'eau peut être préjudiciable, l'air ambiant circule au voisinage du détecteur de présence d'eau et y pénètre par le perçage 44, les ajourages 45 et les rainures 46 du couvercle 7. En l'absence d'eau, l'élément 9 a la forme solide d'une pastille, comme schématisé sur la Figure 1. La pression exercée par l'élément 9 sur le guidelamelle 4 maintient alors la lamelle 5 en contact avec les deux picots électriques 3. L'état électrique est ainsi conducteur. Dès qu'un certain taux d'humidité est atteint, l'eau de l'air est absorbée par l'élément 9 sous forme solide qui se met à fondre. La force exercée par le ressort 3 sur le guidelamelle 4 repousse alors ce dernier vers l'élément 9. La lamelle 5 perd alors contact avec les picots 3, si bien que l'état électrique n'est plus conducteur. Les portées latérales 21, qui servent de butées à lamelle 5, jouent un rôle important et contribuent à la sécurité de l'utilisation du détecteur. En effet, grâce à ces portées, le contact reste ouvert dans tous les cas de dysfonctionnement prévisibles, par exemple lors de la rupture d'une pièce. D'autre part, si par l'effet d'un mauvais contact lors du passage du courant, une soudure se produisait sur un des picots 3, la butée 21 située de son côté ferait office de bras de levier. Qui plus est, la présence des butées 21 évite l'appui de la lamelle 5 sur le tenon cylindrique 26 du guidelamelle 4, qui risquerait de provoquer un blocage du coulissement vertical du mécanisme. Enfin, l'action cumulée des butées 21 et de la saillie longitudinale 27 entraîne le cintrage de la lamelle 5, cette déformation laissant une tolérance sur l'épaisseur de l'élément 9 sous sa forme solide. Le couvercle 7 s'emboîte et se déboîte facilement par rotation, ce qui permet de réarmer le dispositif en renouvelant l'élément 9. Dans l'exemple de réalisation décrit jusqu'à présent, le sel minéral mis en oeuvre est du dichromate de potassium permettant la détection d'un taux d'humidité de 98% à 25 C. Différents sels peuvent être choisis et permettent de définir le seuil d'humidité détectée. Par exemple les composés suivants permettent de détecter à 25 C chacun, le seuil indiqué: Sel Taux d'humidité Seuil détecté Bromure de lithium 6,4% Chlorure de lithium 11,3% Acétate de potassium 22,5% Chlorure de magnésium 32,2% Carbonate de potassium 43,2% Nitrate de potassium 52,9% Iodure de potassium 68,9% Chlorure de sodium 75,3% Sulfate d'ammonium 81% Chlorure de potassium 84,3% Chlorure de baryum 90,1% Nitrate de potassium 93,6% Dichromate de potassium 98 En variante de l'application du détecteur de présence d'eau décrit jusqu'ici, ce dernier peut être disposé à un endroit susceptible d'un passage ou d'une accumulation d'eau. L'eau dont il s'agit de signaler la présence peut être une eau de condensation descendant le long d'une paroi sur laquelle le détecteur de présence d'eau est installé, ou une quantité d'eau qui s'est accumulée, par exemple, au fond d'une armoire électronique. Dans les deux cas, le flux d'eau de condensation ou la quantité d'eau accumulée, lorsqu'il a atteint une hauteur de 1 mm, pénètre à l'intérieur du couvercle 7, imbibe l'élément 9 et le fait fondre. La présence d'eau coupe ainsi le circuit électrique, de façon correspondante au fonctionnement décrit ci-avant. Bien que le dispositif ait été décrit pour de l'eau, il est envisageable que le détecteur puisse servir pour n'importe quel autre corps. L'élément sensible doit alors être choisi tel qu'il se désagrège en présence de ce corps. Le détecteur de présence d'un corps est un dispositif à usage multiple et illimité, il suffit de remplacer l'élément 9 après chaque fonctionnement. I1 n'est pas nécessaire que l'élément sous forme solide soit conçu comme une pastille. Bien que cette disposition soit avantageuse, toute autre forme géométrique est envisageable. Au lieu d'être en bronze au béryllium, la lamelle 5 peut être constituée d'acier inoxydable ou de tout autre matériau approprié. Bien que dans l'exemple de réalisation présenté, les picots 3 soient fixés au boîtier 1 et la lamelle 5 soit mobile, il est envisageable que les moyens de contact soient fixés au boîtier 1 et que les picots soient actionnés par le mécanisme. On peut également concevoir que l'état électrique conducteur soit provoqué et non pas altéré par la fonte de l'élément 9. Il est suffisant pour cela, que le guide-lamelle 4 provoque le déplacement de la lamelle 5 vers les picots 3, en cas de fonte de l'élément 9. Bien que l'utilisation de ressorts 3 semble particulièrement judicieuse, il est possible de les remplacer par tout autre moyen exerçant une force opposée à celle exercée par l'élément 9 sur le guide-lamelle 4. En particulier, il est concevable d'utiliser l'action de la pesanteur. La longueur des picots peut être augmentée pour qu'ils sortent de l'appareil afin de laisser le montage libre à l'utilisateur, qui peut, par exemple, avoir recours à une fixation sur circuit imprimé. Bien que le dispositif (24, 47) de maintien du couvercle 7 au boîtier 1 décrit précédemment soit simple et pratique à utiliser, tout autre moyen de maintien est envisageable. En particulier, le nombre de tétons peut être supérieur à trois et donc a inférieur à 120-, et l'angle p différer de 30 . Le nombre d'ajourages 45 et de rainures 46 du couvercle 7 peut également être supérieur à 3. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Détecteur de présence d'un corps comprenant un boîtier (1), deux picots électriques (3) fixés audit boîtier, et un élément (9) sensible audit corps, caractérisé en ce que ledit élément a une première forme solide correspondant à un premier état électrique de la liaison entre les picots en l'absence du corps, et une seconde forme désagrégée correspondant à un second état électrique de ladite liaison lorsque l'ambiance a un taux dudit corps supérieur à un niveau prédéterminé, le passage d'un état électrique à l'autre se produisant par une action mécanique provoquée par le changement de forme de l'élément engendrant le déplacement d'un moyen de contact (5) entre lesdits picots (3). 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de contact est une lamelle (5) qui ferme le contact entre lesdits picots dans l'une des deux formes dudit élément, ladite lamelle étant actionnée par un système mécanique. 3. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un guide lamelle (4) guidant ladite lamelle (5) par rapport audit boîtier (1), qui la maintient au contact desdits picots (3) dans l'une des deux formes dudit élément et séparée d'eux dans l'autre forme. 4. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit boîtier comporte un lamage (20) dans lequel sont placés les picots, ledit lamage comprenant au moins un épaulement (21) qui sert de butée à ladite lamelle (5) dans les deux états électriques, et en ce que ledit guide lamelle (4) comporte une saillie (27) faisant appui sur la lamelle, de telle sorte que cette dernière est cintrée quand elle est au contact des picots. 5. Détecteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort (2) entre ledit boîtier (1) et ledit guide lamelle (4), ledit ressort exerçant sur le guide lamelle (4) une force opposée à celle exercée par ledit élément (9). 6. Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps est de l'eau. 7. Détecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit élément sensible à l'eau est composé d'un sel minéral aggloméré sous forme solide qui fond au contact de l'eau ou à un degré d'hygrométrie prédéterminé. 8. Détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le sel minéral est choisi parmi le bromure de lithium, le chlorure de lithium, l'acétate de potassium, le chlorure de magnésium, le carbonate de potassium, le nitrate de potassium, l'iodure de potassium, le chlorure de sodium, le sulfate d'ammonium, le chlorure de potassium, le chlorure de baryum, le nitrate de potassium et le dichromate de potassium. 9. Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément sensible audit corps a la forme d'une pastille (9). 10. Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un joint d'étanchéité (6) entre ledit élément (9) et lesdits picots (3). 11. Détecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit joint (6) peut se déformer pour permettre ladite action mécanique et pour absorber les différences de volumes dues aux variations de température et de pression. 12. Détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier est équipé d'un couvercle (7), fermant le boitier, laissant pénétrer ledit corps au contact dudit élément et permettant de remplacer ledit élément. 13. Détecteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit couvercle (7) présente un perçage (44) permettant l'évacuation de l'élément (9) dans sa seconde forme.