Brevet FR2846743A1 — publié le 20040507

La présente invention concerne un dispositif de mesure de la température du type de ceux devant être étalonnés périodiquement. De tels dispositifs de mesure de la température 5 comportent de manière générale des capteurs de température qui comprennent un élément sensible à la chaleur relié à un organe d'établissement de la température. Les capteurs de température de ce type font partie 10 des instruments de mesure soumis aux règles de suivi qualité en métrologie et, à ce titre, certains d'entre eux doivent être étalonnés périodiquement pour s'assurer de leur fidélité. Dans l'état actuel de la technique, ces capteurs doivent être démontés pour être ensuite 15 étalonnés dans un laboratoire d'étalonnage. Un tel étalonnage est effectué sur site ou dans un laboratoire extérieur et les capteurs ainsi étalonnés sont ensuite remontés en position. Cette procédure entraîne des cots de démontage puis de remontage et une certaine 20 indisponibilité pendant le laps de temps o le capteur ne fonctionne pas. La présente invention vise à mettre en oeuvre des dispositifs de mesure de la température comprenant des capteurs de température permettant un étalonnage en 25 position c'est-à-dire sans démontage. cet effet, le dispositif de mesure de la température est réalisé de telle manière qu'une place libre est laissée pour une insertion en position d'un capteur de température étalon. Conformément à l'invention, le dispositif de mesure 30 de la température comportant un capteur de température comprenant un élément sensible à la chaleur présentant des organes thermoélectriques représentatifs de la température à mesurer et reliés à un moyen d'établissement de cette température, est caractérisé en 35 ce que l'élément sensible à la chaleur est disposé dans un élément protecteur qui présente un logement pour l'insertion, depuis l'extérieur de cet élément protecteur, d'un capteur de température étalon en position équithermique avec l'élément sensible à la chaleur. Conform-ément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - l'élément sensible à la chaleur peut être un élément à résistance de platine ou une thermistance; - l'élément sensible à la chaleur peut être constitué d'au moins un thermocouple; - l'élément protecteur peut se présenter sous la forme d'un tube métallique au fond duquel est placé l'élément sensible à la chaleur et à l'intérieur duquel est formé le logement pour l'insertion du capteur de température étalon; l'élément protecteur peut se présenter sous la forme d'un tube en matériau céramique à la base ouverte duquel est placé l'élément sensible à la chaleur et à l'intérieur duquel est formé le logement pour l'insertion du capteur de température étalon; - le logement pour l'insertion du capteur de température étalon peut comprendre un tube de guidage facilitant l'insertion du capteur de températures étalon; - le logement peut comprendre une enveloppe pour la 25 protection de l'élément sensible à la chaleur; - la liaison entre les organes thermoélectriques de l'élément sensible à la chaleur et le moyen d'établissement de la température peut être constituée par des fils conducteurs; - les fils conducteurs peuvent être mis en place dans un matériau isolant; - l'élément sensible à la chaleur peut comprendre un seul thermocouple et le logement pour l'insertion du capteur de température étalon est en position décentrée 35 dans le tube en matériau céramique, les fils conducteurs étant au nombre de deux; - l'élément sensible à la chaleur peut comprendre deux thermocouples et le logement pour l'insertion du capteur de température étalon est au centre du tube en matériau céramique, les fils conducteurs étant au nombre de quatre. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins 10 annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 montre en coupe longitudinale le dispositif de mesure conforme à l'invention comprenant un élément sensible à résistance de platine. - la figure 2 est une coupe longitudinale selon les flèches II-II de la figure 3 d'un dispositif de mesure conforme à l'invention à élément sensible constitué par un thermocouple. - la figure 3 est une coupe transversale du 20 dispositif de la figure 2. - la figure 4 est une coupe transversale d'une variante du dispositif de la figure 2. Aux dessins, on a représenté un capteur de température comprenant un élément sensible à la chaleur 25 disposé dans un élément protecteur. la figure 1, l'élément sensible à la chaleur, référencé de manière générale par la, est un élément à résistance de platine ou une thermistance, et il est monté dans un élément protecteur se présentant sous la 30 forme d'un tube métallique 2a au fond duquel est placé l'élément sensible à la chaleur. Au contraire, à la figure 2, l'élément sensible à la chaleur, référencé de manière générale par lb, est un thermocouple monté dans un élément protecteur se présentant sous la forme d'un 35 tube en matériau céramique 2b à la base ouverte duquel est placé l'élément sensible à la chaleur lb. On va tout d'abord décrire le dispositif de mesure de température selon la figure 1 et qui est prévu pour mesurer la température d'une partie à mesurer 3a qui peut être une masse chaude dans laquelle on introduit le tube 5 métallique 2a. L'élément sensible à la chaleur la qui est placé au fond du tube métallique 2a se trouve ainsi, par conduction thermique, porté à la température de la partie à mesurer 3a. L'élément sensible à la chaleur la est ici raccordé à des fils conducteurs 4a qui assurent la 10 transmission du signal thermoélectrique vers la partie externe Sa du dispositif de mesure. De manière connue, la partie externe Sa comprend un moyen, non représenté, d'établissement de la température à laquelle est soumis l'élément sensible, lequel peut être un voltmètre gradué 15 en températures et dont on a seulement ici illustré les bornes de raccordement 6a. Conformément à l'invention et parallèlement à l'élément sensible la et aux fils conducteurs 4a, le tube métallique 2a délimite un espace cylindrique 7a formant 20 un logement pour un tube métallique interne 8a accessible depuis l'extérieur du dispositif de mesure. Le tube interne 8a sert alors d'élément de guidage pour l'insertion depuis l'extérieur d'un capteur de température étalon de type connu et qui est amené au fond 25 du tube interne 8a pour se trouver en position équithermique avec l'élément sensible la. Bien que cela n'ait pas été représenté, l'élément sensible la peut, dans certains cas, être lui-même protége par une enveloppe externe appropriée prévue dans 30 l'espace cylindrique 7a qui constitue de manière générale un logement pour l'insertion du capteur de température étalon. Une telle enveloppe externe serait évidemment réalisée en une matière conductrice de la chaleur et placée autour de l'élément sensible la et des fils 35 conducteurs 4a. titre d'exemple non limitatif, le tube métallique de protection 2a peut avoir un diamètre de l'ordre de x 6mm et le tube interne de guidage 8a avoir un diamètre de 2 x 2,5 mm. L'élément sensible à la chaleur la est de préférence un élément à résistance de platine de type PtlOO raccordé trois fils comme illustré à la figure 1. la figure 2 et de manière à mesurer la température d'une partie à mesurer 3b semblable à la partie à mesurer 3a de la figure 1, on introduit dans la partie à mesurer 3b le tube en matériau céramique 2b 10 ouvert à sa base en contact avec la partie à mesurer 3b. Le thermocouple lb est, de manière connue, constitué de deux fils soudés à leur extrémité "chaude" 10 sur lesquelles on assure en sortie "froide" une mesure de tension électrique. La soudure chaude 10 de mesure du 15 thermocouple lb est ainsi à la température de la partie à mesurer 3b et est raccordée par les fils 4b du thermocouple à la partie extérieure 5b du dispositif de mesure semblable à la partie extérieure 5a du dispositif de la figure 1 en assurant la transmission des signaux 20 thermoélectriques correspondants. Comme cela apparaît clairement de la figure 3, les fils 4b sont mis en place à l'intérieur du tube en matériau céramique 2b de telle manière que les fils 4b soient disposés dans un isolateur en matériau isolant. Un thermocouple de ce type est un 25 thermocouple dit "emperlé". La référence 6b indique les bornes de contact du capteur de température, constitué par le thermocouple lb, vers un moyen d'établissement de la température semblable à celui indiqué en référence avec la description de la 30 figure 1. Conformément à l'invention et parallèlement aux fils 4b du thermocouple lb, un trou supplémentaire libre 7b est ménagé dans le tube en matériau céramique 2b. Le trou supplémentaire 7b constitue un espace cylindrique 35 libre accessible depuis l'extérieur du dispositif de mesure et dans lequel est prévu un tube interne métallique de guidage 8b en formant un logement pour l'insertion d'un capteur de température étalon. Comme dans la réalisation selon la figure 1, le capteur de température étalon se trouve ainsi en position équithermique avec l'élément sensible à la température que constitue le thermocouple lb. Comme cela ressort de la figure 3, le logement 7b pour l'insertion du capteur de température étalon est dans une position décentrée par rapport au tube 2b pour permettre une mise en place appropriée des fils 10 conducteurs 4b. Au contraire, dans une disposition à deux thermocouples et quatre fils selon la figure 4 o ces derniers ont été référencées 4c, le logement 7c est alors prévu au centre du tube en matière céramique 2c. titre d'exemple non limitatif, les perles 15 céramiques du dispositif de mesure selon l'invention peuvent avoir un diamètre extérieur de l'ordre de 9 mm et le tube intérieur qui reçoit le capteur de température étalon peut avoir un diamètre de 2 X 2,5 mm. Le dispositif ainsi constitué de mesure de la 20 température permet, sans qu'il soit nécessaire de le déposer, une comparaison de la mesure donnée par son capteur de température avec celle d'un capteur de température étalon inséré dans le tube de guidage. On garantit ainsi la continuité de fonctionnement du 25 dispositif de mesure de la température en évitant les frais de dépose et de repose. L'écart mesuré entre les indications données par le capteur étalon et le capteur en position dans le dispositif de mesure constitue une mesure dont 30 l'incertitude est ainsi connue et est donc qualifiée métrologiquement. L'évolution de cet écart dans le temps constitue une information qui permet de qualifier la dérive d'exactitude du capteur en position dans le dispositif de mesure et donc la validité de son 35 fonctionnement sur le plan métrologique. L'utilisateur peut alors corriger les écarts constatés sur le moyen d'établissement de la température, ou bien il peut décider de remplacer les capteurs défectueux selon un critère qu'il aura lui-même défini. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la température comportant un capteur de température comprenant un 5 élément sensible à la chaleur (la; lb) présentant des organes thermoélectriques représentatifs de la température à mesurer (3a; 3b) et reliés à un moyen d'établissement de cette température, caractérisé en ce que l'élément sensible à la chaleur (la; lb) est disposé 10 dans un élément protecteur (2a; 2b) qui présente un logement (7a; 7b) pour l'insertion, depuis l'extérieur de cet élément protecteur, d'un capteur de température étalon en position équithermique avec l'élément sensible à la chaleur (la; lb). 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément sensible à la chaleur est un élément à résistance de platine ou une thermistance (la). 3. Dispositif de mesure selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que l'élément sensible à la chaleur est constitué d'au moins un thermocouple (lb). 4. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément protecteur se présente sous la forme d'un tube métallique 25 (2a) au fond duquel est placé l'élément sensible à la chaleur (la) et à l'intérieur duquel est formé le logement (7a) pour l'insertion du capteur de température étalon. 5. Dispositif de mesure selon l'une des 30 revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément protecteur se présente sous la forme d'un tube en matériau céramique (2b) à la base ouverte duquel est placé l'élément sensible à la chaleur (lb) et à l'intérieur duquel est formé le logement (7b) pour 35 l'insertion du capteur de température étalon. 6. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le logement (7a; 7b) pour l'insertion du capteur de température étalon comprend un tube de guidage (8a; 8b) facilitant l'insertion du capteur de température étalon. 7. Dispositif de mesure selon l'une des 5 revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le logement (7a) comprend une enveloppe pour la protection de l'élément sensible à la chaleur (la). 8. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la liaison 10 entre les organes thermoélectriques de l'élément sensible à la chaleur (la; lb) et le moyen d'établissement de la température est constitué par des fils conducteurs (4a; 4b). 9. Dispositif de mesure selon la revendication 8, 15 caractérisé en ce que les fils conducteurs (4b) sont mis en place dans un matériau isolant. 10. Dispositif de mesure de la température selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément sensible à la chaleur (lb) comprend un seul thermocouple (10) et 20 le logement (7b) pour l'insertion du capteur de température étalon est en position décentrée dans le tube en matériau céramique (2b), les fils conducteurs (4b) correspondants étant au nombre de deux. 11. Dispositif de mesure de la température selon la 25 revendication 8, caractérisé en ce que l'élément sensible à la chaleur (lb) comprend deux thermocouples et le logement (7c) pour l'insertion du capteur de température étalon est au centre du tube en matériau céramique (2c), les fils conducteurs (4c) correspondants étant au nombre 30 de quatre.