Brevet FR2825152A1 — publié le 20021129

milieu (6). Etat de la technique L'invenffon concerne un montage d'électrodes, notamment destiné à étre intégré dans une conduite de gaz d'échappement, compre- nant un support en une matière isolante muni d'au moins une électrode s de fonctionnement. L'invention concerne également un procédé de nettoyage d'un tel montage d'électrodes. On connait selon la pratique un montage d'électrodes cor- respondant au type défini ci-dessus. Ce montage est par exemple réalisé o comme capteur de noir de fumée destiné à étre monté dans la tubulure des gaz d'échappement d'un moteur Diesel. Le montage d'électrodes connu comporte un support en matière céramique muni d'au moins une électrode de fonctionnement ser- vant par exemple à mesurer l'influence de particules chargées contenues s dans les gaz d'échappement d'un moteur Diesel. Le support traverse une douille réalisée à la manière d'une douille de bougie d'allumage. La douille se visse dans un filetage correspondant réalisé dans la paroi d'une con- duite d'une tubulure de gaz d'échappement. La zone située à l'extérieur de la conduite de passage des électrodes est reliée par des points de raccor dement correspondants à une installation d'exploitation de commande. Il est également connu de charger électriquement des parti- cules telles que des particules de noir de fumée à l'aide d'une électrode. La charge des particules est de nouveau cédée à une électrode de polarité ap- propriée et/ou de forme appropriée comme celle d'un gobelet de Faraday. 2s Il est toutefois nécessaire d'utiliser des électrodes suffisamment bien iso- lées. En particulier lorsqu'on utilise un montage d'électrodes du type défini ci-dessus en fonctionnement permanent dans une conduite d'une tubulure de gaz d'échappement il faut maintenir la résistance d'isolation du support entre l'électrode et la conduite, et pour cela la con- trôler régulièrement à l'aide d'une mesure électrique. Les particules char- gées électriquement peuvent se déposer sur le support et en diminuer la résistance d'isolation. Pour cette raison il est le cas échéant nécessaire de nettoyer le support. Cela se fait par un procédé chimique ou mécanique. 3s Avantaes de l'invention La présente invention concerne un montage d'électrodes du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le support est muni d'un dis- positif de chauffage. Selon ce montage, le support équipé d'un dispositif de chauffage a l'avantage de pouvoir se nettoyer de manière simple en posi- tion de montage. Dans le montage d'électrodes selon l'invention il suffit d'activer le dispositif de chauffage pour que les particules déposées le cas échéant sur le support pénétrant dans le volume de contrôle ou de me- sure, comme des particules de noir de fumée, puissent être brûlées. Mais il peut également être prévu de maintenir le dispositif de chauffage à un niveau de température tel qu'aucune particule ne peut se déposer sur le support. o Le montage d'électrodes selon l'invention convient notam ment pour être intégré dans une tubulure de gaz d'échappement d'un moteur Diesel de véhicule. Mais ce montage peut également être installé dans d' autres conduites de gaz d' échappement ou de fumée par exemple dans les conduits de fumée d'installations de chauffage au mazout. L'électrode de fonctionnement sert par exemple à mesurer la concentration du noir de fumée contenu dans les gaz d'échappement d'un moteur Diesel. Le dispositif de chauffage lui-même peut être protégé contre le dépôt de particules, le cas échéant sur le passage des électrodes de o sorte que son bon fonctionnement ne sera pas détérioré. Par exemple le dispositif de chauffage est intégré dans un support fabriqué en général en matière céramique. En variante, le dispositif de chauffage peut être installé dans une cavité du support ouvert du côté extérieur du volume de con trôle et de mesure. A partir de ce côté, on peut glisser le dispositif de chauffage dans le support. Le support peut être par exemple en forme de tige ou de tube et avoir une section essentiellement rectangulaire, ronde ou autre section appropriée. Un mode de réalisation préférentiel du montage d'électrodes selon l'invention comporte un dispositif pour mesurer la résistance d'isolation du support. Un tel dispositif, conçu pour mesurer une impé dance ou une résistance ou une capacité, est installé dans ou sur le sup port à l'intérieur du volume de contrôle et sert à détecter les dépôts de particules sur le support. A l'aide du dispositif de mesure on peut déter miner l'instant auquel on active le dispositif de chauffage pour détacher les particules déposées sur le support; on peut également augmenter la température du support pour que les particules ne puissent s'y déposer. Par la combinaison du dispositif de chauffage et du dispo- sitif de mesure de la résistance d'isolation on détecte les dépôts de parti- cules chargés sur le support et en fonction de cela on peut effectuer les opérations de nettoyage nécessaires. Une telle routine de contrôle et de s nettoyage peut se faire automatiquement. De manière préférentielle, le dispositif de mesure de l'impédance comprend une électrode de contrôle prévue entre une pre- mière extrémité du support recevant au moins une électrode de fonction- nement, et une zone de fixation. o Cela permet de mesurer la résistance d'isolation dans la zone du support comprise entre l'électrode de fonctionnement et la zone de fixation générale métallique, qui, pendant le fonctionnement, fixe le support par exemple sur une conduite d'une tubulure de gaz d'échappement. Le moyen de fixation est de préférence mis à la masse. s Le montage d'électrodes selon l'invention comprend avanta geusement une douille pour la fIxation dans la conduite de gaz d'échappement. La douille est fabriquée de préférence en métal; elle peut être réalisée à la manière d'une douille de bougie d'allumage traversée par le support et comportant un filetage pour se visser dans un filetage cor o respondant d'une paroi de la conduite. L'électrode de fonctionnement comporte par exemple au moins une grille selon un mode de réalisation avantageux, cette grille ser vant à charger les particules de noir de fumée. L'électrode de fonctionnement peut également être réalisée s en forme de gobelet selon un autre mode de réalisation. Une telle réalisa tion de l'électrode de fonctionnement, qui correspond pour l'essentiel à un gobelet de Faraday, convient notamment pour mesurer une charge. L'invention concerne également un procédé de nettoyage d'un montage d'électrodes comprenant un support en matière isolante so muni d'au moins une électrode de fonctionnement. Dans ce procédé on enlève les particules déposées sur le support en chauffant le support à l'aide d'un dispositif de chauffage. Le support peut être chauffé par exemple de manière conti nue ou périodique. 3s De manière avantageuse, le dispositif de chauffage est mis en _uvre en fonction de la résistance d'isolation du support et cela de fa çon que la température du dispositif de chauffage augmente avec la dimi nution de la résistance d'isolation du support. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de cinq exemples de réalisation d'un montage d'électrodes selon l'invention repré sentés de manière simpliflée dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une conduite d'une tutulure de s gaz d'échappement d'un moteur Diesel munie d'un montage d'électrodes selon l'invention, - la figure 2 montre le montage d'électrodes de la figure 1 selon une vue plus détaillée, - la figure 3 est une projection schématique d'un support du montage o d'électrodes de la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe du support selon la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une coupe du support selon la V-V de la figure 3, - la figure 6 est une coupe du support le long de la ligne Vl- VI de la fi gure 3, la figure 7 montre un montage d'électrodes avec un capuchon protec teur, la figure 8 est une coupe longitudinale d'un montage d'électrodes en forme de cone creux, o - la figure 9 montre un montage d'électrodes en forme de cone creux avec une électrode en forme de grille, - la figure 10 montre un gobelet de Faraday d'un montage d'électrodes. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre une conduite 1 d'une tubulure de gaz d'échappement d'un moteur Diesel dans laquelle est vissé un montage d'électrodes 2 dans la direction radiale. Le montage d'électrodes 2 repré senté de manière détaillée aux figures 2 à 6 comporte une douille 3 en un métal. Cette douille comporte un filetage extérieur 8 qui se visse dans le filetage intérieur correspondant de la conduite 1. La douille 3 est traversée par un support 4 en matière cé ramique isolante. Le support 4 est réalisé ici essentiellement en forme de tige et présente une section rectangulaire. Par une extrémité 9, le support 4 pénètre dans la conduite de gaz d'échappement 1. A l'extrémité 9 du support 4 on a quatre électrodes de fonc 3s tionnement 5 servant à mesurer les particules de noir de fumoe contenues dans les gaz d'échappement traversant la conduite 1. Les électrodes 5 sont reliées chaque fois à un branchement 7 par des lignes de liaison 6 inté s grces dans le support 4. Les cinq branchements d'électrode 7 sont reliés à une électronique d'exploitation de commande. Un élément chauffant 13, aligné essentiellement dans l'axe, est logé dans le support en céramique 4. Cet élément chauffant comporte s deux bornes 14, 15 à l'extérieur de la conduite de gaz d'échappement 1. Ces bornes permettent de relier l'élément chauffant 13 à une source de tension non représentée. Le support 4 comporte également une électrode de contrôle 16 pour mesurer la résistance d'isolation du support 4. L'électrode de o contrôle 16, qui entoure le support 4, est reliée par un passage 17 à un raccord 18 situé à l'extérieur de la conduite de gaz d'échappement 1. Le raccord 18 est lui-même relié à un instrument de mesure de résistance 19 dont la seconde entrée est reliée à un point de raccordement 10 formé sur la douille 3. A l'aide de l'instrument de mesure 19 on peut ainsi mesurer s la résistance d'isolaffon du support céramique 4, entre l'électrode de con- trôle 16 et la douille 3. La résistance d'installation du support 4 dans la zone com- prise entre l'électrode de contrôle 16 et la douille 3 pourrait également s'obtenir par une mesure capacitive selon un autre mode de réalisation. o On peut également envisager d'utiliser plusieurs électrodes de contrôle. Le montage d'électrodes 2 représenté aux figures 1 à 6 fonctionnent de la manière suivante: Les électrodes de foncffonnement 5 du montage d'électrodes s 2 servent à mesurer les particules de noir de fumée contenues dans les gaz d'échappement traversant la conduite 1. La mesure peut être par exemple une mesure d'influence des particules de noir de fumée, char- gées, qui passent. Si les particules de noir de fumée chargées électrique- ment se déposent dans la zone du support 4 comprise entre l'électrode de so contrôle 16 et la douille 3, cela diminue la résistance électrique dans cette zone. La résistance d'isolation se mesure à l'aide de l'instrument de me- sure 19. Dès que la résistance d'installation passe en dessous d'un seuil prédéfni, on active la source de tension reliée à l'élément chauffant 13 par les bornes 14, 15 pour chauffer le support céramique 4 et dégager sa sur as face des particules de noir de fumoe en les bralant. La figure 7 montre une variante de réalisation d'un montage d'électrodes 20. La structure du montage d'électrodes 20 correspond très largement au montage d'électrodes des figures 1 à 6. Le montage 20 com porte toutefois seulement une électrode de fonctionnement 5 reliée à tra vers un passage non représenté à une borne 7. Une électrode de contrôle 16 est reliée à une borne 18 et un élément chauffant non représenté, intégré dans le support 4, est muni des bornes 14, 15. La borne 7 de l'électrode de fonctionnement 5, la borne 8 de l'électrode de contrôle 16 et les bornes 14, 15 de l'élément chauffant sont reliées chaque fois à une ligne 22. Les lignes 22 passent dans un ca puchon de recouvrement 23 hermétique étanche et les lignes débouchent dans un faisceau de câbles 21 relié au côté du capuchon 23 à l'opposé du o support 4. Le faisceau de câbles 21 est relié à une installation de mesure et de commande électronique. La figure 8 montre un montage d'électrodes 30 réalisé avec un support 31 qui a pratiquement la forme d'un cône creux arrondi et comporte un moyen de fixation non représenté pour être fixé dans la tu bulure des gaz d'échappement. Une électrode de fonctionnement 5 est réalisée à l'extrémité du support céramique 31. Cette électrode est reliée à travers un passage 6 réalisé dans le support tronconique 31 à une borne 7 représentée seule ment schématiquement et correspondant à une unité de mesure et de o commande. Le moyen de fixation est à l'extrémité du montage de l'électrode 30, à l'opposé de l'électrode de fonctionnement 5. A la périphérie du support 31 qui comporte une cavité 32, on a en outre réalisé une électrode de contrôle 16 essentiellement en forme d'anneau. Cette électrode de contrôle est reliée par un passage 17 s traversant le support 31 en forme de cône creux à un point de raccorde ment 18 également représenté seulement de manière schématique pour un instrument de mesure. A l'intérieur de la cavité 32 on a en outre un dispositif de chauffage non représenté pour le support 31. La figure 9 montre de manière fortement simplifiée un montage d'électrodes 40 dont la structure correspond pour l'essentiel à celle du montage d'électrodes de la figure 8. Toutefois, dans le montage d'électrodes 40, à la pointe d'un support 41 en matière céramique, on a une électrode en forme de grille 42 pour se charger de particules de noir 3s de fumée. La figure 9 montre schématiquement un élément chauffant 43 avec deux bornes 14, 15. Cet élément chauffant se glisse dans la cavité du support 41 en forme de cône creux, dans la direction de la flèche F. Il sert à chauffer le support 41. La figure 10 montre une électrode 50 en forme de gobelet servant de gobelet de Faraday pour mesurer la charge des particules de noir de fumée. Cette électrode se fixe sur un support d'un montage d'électrodes, par exemple sur le support de la figure 9, à la place de la grille. Le fonctionnement des montages d'électrodes selon les figu- res 7 à 10 correspond à celui du montage d'électrode déjà décrit aux figu o res 1 à6. REVENDICATIONS 1 ) Montage d'électrodes, notamment destiné à étre intégré dans une con- duite de gaz d'échappement, comprenant un support (4; 31; 41) en une matière isolante muni d'au moins une électrode de fonctionnement (5; s 42; 50). caractérisé en ce que le support (4; 31; 41) est muni d'un dispositif de chauffage (13; 43). 2 ) Montage d'électrodes selon la revendication 1, o caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (13) est intégré dans le support (4). 3 ) Montage d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que s le dispositif de chauffage (43) est placé dans une cavité du support (41). 4 ) Montage d'électrodes selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par un dispositif (16) pour mesurer la résistance d'isolation du support (4; 31;41). ) Montage d'électrodes selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de la résistance d'isolation comprend au moins une s électrode de contrôle (16) installée entre une première extrémité (9) du support à l'endroit o se trouve au moins une électrode de fonctionnement (5) et une zone de fixation (8) du montage d'électrodes. 6 ) Montage d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé par une douille (8) pour la fixation à une tubulure de gaz d'échappement (1). 7 ) Montage d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que ss l'électrode de fonctionnement (42) comporte une grille (42). 8 ) Montage d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode de fonctionnement (50) est en forme de gobelet. 9 ) Procédé de nettoyage d'un montage d'électrodes comprenant un sup port (4; 31; 41) en matière isolante muni d'au moins une électrode de s fonctionnement (5; 42; 50), avec enlèvement des particules déposées sur le support (5; 42; 50), caractérisé en ce que le support (5; 42; 50) est chauffé par un dispositif de chauffage (13; 43) . o 10 ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le support (4; 31; 41) est chauffé en continu. 11 ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le support (4; 31; 41) est chauffé périodiquement. 12 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu' on mesure la résistance d'isolation du support (4; 31; 41). 13 ) Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu' on met en _uvre le dispositif de chauffage (13, 43) en fonction de la ré sistance d'isolation. 14 ) Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu' on augmente la température du dispositif de chauffage (13; 43) en fonc