Brevet FR2891391A1 — publié le 20070330

Arrière-plan de l'invention L'invention concerne une liaison électrique rigide à haute immunité vis-à-vis du rayonnement électromagnétique comportant un tube métallique rigide dans lequel sont guidés plusieurs câbles de liaison électrique. Un domaine particulier d'application de l'invention est celui de capteurs multivoies avec plusieurs câbles de liaison électrique connectés à des sondes de mesure respectives logées dans une tête de capteur. Les câbles de liaison acheminent des signaux des sondes vers des circuits de traitement et d'exploitation de ces signaux. Pour diverses raisons, notamment d'encombrement ou d'environnement local difficile ou hostile, il peut être nécessaire de disposer les circuits de traitement et d'exploitation des signaux à une certaine distance des sondes de mesure. Une liaison électrique rigide à haute immunité contre le rayonnement électrique peut alors être requise pour faciliter le montage et protéger les câbles de liaisons contre d'éventuels endommagements et contre des perturbations électromagnétiques susceptibles d'affecter les signaux électriques acheminés. On connaît dans l'état de la technique de telles liaisons rigides à haute immunité, par exemple pour des capteurs multivoies de vitesse de rotation d'arbres de turbomachines, en particulier de moteurs à turbine à gaz. Des sondes de mesure sont disposées en regard d'une roue codeuse solidaire en rotation de l'arbre de turbine basse pression pour fournir sur plusieurs voies de mesure des signaux représentatifs de la vitesse de rotation de l'arbre. Dans une configuration connue et utilisée couramment pour des moteurs d'avion à turbine à gaz, les câbles de liaison électrique reliés aux sondes de mesure sont logés dans un tube métallique en acier dont une extrémité est reliée à une tête de capteur positionnée dans un support à proximité de la roue codeuse. Le tube métallique, qui peut avoir plusieurs dizaines de centimètres de long est guidé par exemple le long d'un bras de support du moteur et est soumis à une force de rappel élastique pour maintenir la tête de capteur et les sondes dans une position voulue. Chaque câble de liaison est protégé des perturbations électromagnétiques par un blindage basse fréquence (BF) et un blindage haute fréquence (HF) sous forme de couches ou tresses métalliques concentriques. A chaque extrémité de la liaison, les blindages HF des 2891391 2 câbles doivent être connectés à la masse électrique par liaison avec le tube métallique ou une pièce reliée à celui-ci. Des cosses formant bornes de connexion pour les blindages HF doivent être prévues, ainsi que des pièces de fixation des cosses, et des opérations de soudure doivent être réalisées, ce qui représente une fraction assez importante du coût de la liaison électrique rigide. Objet et résumé de l'invention L'invention a pour but de fournir une liaison électrique rigide à haute immunité vis-à-vis du rayonnement électromagnétique de construction et réalisation simplifiées et d'un coût bien inférieur à celui des liaisons rigides connues évoquées plus haut. Ce but est atteint grâce à une liaison rigide comprenant plusieurs câbles de liaison électrique guidés dans un tube métallique rigide, liaison dans laquelle, conformément à l'invention, la surface intérieure du tube est en contact électrique intime avec une garniture interne en matériau bon conducteur électrique pour former un blindage haute-fréquence pour l'ensemble de la liaison électrique. On supprime ainsi la nécessité de munir chaque câble de liaison d'un blindage HF respectif et de relier les différents blindages HF à la masse électrique. La garniture interne est avantageusement formée par un tube couplé au tube métallique rigide. Le couplage des tubes peut être réalisé mécaniquement par sertissage ou être réalisé par brasage. Avantageusement encore, la garniture interne est une garniture métallique formée au moins principalement de cuivre et/ou d'aluminium. De préférence, les câbles de liaison électrique sont guidés dans des logements formés dans une pièce profilée s'étendant à l'intérieur du tube rigide le long de celui-ci. Les logements sont avantageusement répartis à la périphérie de la pièce profilée et assurent ainsi également une fonction de maintien des câbles de liaison électrique écartés les uns des autres. Avantageusement encore, la pièce profilée est en matière souple, par exemple en matière plastique souple, et assure ainsi également une fonction d'amortissement vis-à-vis de vibrations subies par le tube métallique rigide. 2891391 3 Le profilé en matière souple peut contenir des charges métalliques contribuant à l'immunité vis-à-vis du rayonnement électromagnétique. L'invention a encore pour objet un capteur à plusieurs voies de mesure, notamment un capteur de vitesse de rotation d'un arbre de turbomachine, comportant plusieurs sondes de mesure logées dans une tête de capteur et une liaison électrique rigide telle que définie plus haut et reliée à une extrémité à la tête de capteur pour guider des câbles de liaison électrique connectés respectivement aux sondes de mesure. Brève description des dessins D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue très schématique d'un capteur de vitesse de rotation d'arbre de turbomachine utilisant une liaison électrique rigide; - la figure 2 est une vue en coupe transversale à échelle agrandie illustrant un mode de réalisation d'une liaison électrique rigide 20 selon l'invention; et - la figure 3 est une vue en coupe transversale illustrant une variante de réalisation de la liaison électrique de la figure 2. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention L'invention trouve une application particulière pour des capteurs multivoies pour le guidage et la protection vis-à-vis du rayonnement électromagnétique de câbles de liaison électrique reliés à des sondes de mesure logées dans une tête de capteur. Un exemple d'un tel capteur utilisé comme capteur de vitesse de rotation d'un arbre de turbomachine est illustré très schématiquement par la figure 1. Plusieurs sondes de mesure (trois dans l'exemple illustré) sont logées dans une tête de capteur 2 qui est reçue dans un support fixe (non représenté) de manière à être positionnées en regard d'une roue codeuse 4. La roue 4 est solidaire en rotation d'un arbre 6 de turbomachine dont la vitesse de rotation est à mesurer, par exemple un arbre de turbine bassepression d'un moteur d'avion à turbine à gaz. Le 2891391 4 capteur est par exemple du type magnétique à reluctance variable. De façon bien connue, chaque sonde comprend une pièce polaire 8 formant, avec un aimant permanent et la roue dentée, un circuit magnétique dont l'entrefer, entre pièce polaire et roue, varie à la fréquence de défilement des dents de la roue devant la sonde. Une bobine montée sur la pièce polaire fournit un signal représentatif de la vitesse de rotation. Bien entendu, des capteurs d'autre type, par exemple de type capacitif, peuvent être utilisés. Les signaux recueillis par les bobines des sondes de mesure sont acheminés par des câbles respectifs de liaison électrique guidés dans un tube rigide 10, tel qu'un tube métallique, et formant avec celui-ci une liaison électrique rigide. Le tube est relié à une extrémité 10a à la tête de capteur 2. A son autre extrémité 10b, le tube 10 peut être soumis à une force de rappel élastique afin de maintenir la tête de capteur en position voulue sur son support, par rapport à la roue codeuse 4. Les câbles de liaison électrique 12 sortent du tube 10 à l'extrémité 10b pour être reliés à des circuits (non représentés) de traitement et d'exploitation des signaux des sondes de mesure. En variante, on pourrait relier les câbles de liaison électrique à un connecteur situé à l'extrémité 10b du tube 10. Dans le cas d'un capteur de vitesse de rotation d'arbre de turbine basse pression de moteur à turbine à gaz, deux voies de mesure (dont une redondante) peuvent être destinées à un circuit de commande à pleine autorité (FADEC) du moteur et une voie supplémentaire peut être destinée à fournir une information de vitesse au poste de pilotage. Un mode de réalisation de liaison électrique rigide selon l'invention est illustré par la figure 2. Les câbles de liaison électrique 12 (ici au nombre de trois) comportent chacun deux conducteurs 14 formant une liaison bifilaire. Les conducteurs 14 peuvent être des conducteurs blindés BF traditionnels du commerce. Ils sont par exemple logés dans une enveloppe tubulaire souple isolante 16 avec, éventuellement, des éléments filiformes 18 de calage disposés parallèlement aux conducteurs. Un blindage BF 20, par exemple sous forme d'une tresse en cuivre étamé ou nickelé ou en acier inoxydable est disposé sur l'enveloppe isolante 16 et est lui-même recouvert d'une enveloppe tubulaire souple isolante 22 formant l'enveloppe externe du câble de liaison 12. 2891391 5 Les câbles 12 sont avantageusement guidés à l'intérieur du tube rigide 10 en étant disposés dans des logements 24 d'un profilé 26 en matière souple tel qu'une matière plastique, par exemple du silicone. Le profilé 26 s'étend le long du tube 10, avec les logements 24 formés à sa périphérie sensiblement à égales distances. Le profilé 26 assure ainsi une fonction de guidage des câbles 12, de maintien de ceux-ci dans des positions écartées (limitant les interférences entre les voies de mesure), et d'amortissement de vibrations, par sa nature souple. Pour apporter une immunité dans le domaine HF, une garniture 28 recouvre la surface intérieure du tube 10, la garniture 28 étant métallique, typiquement constituée, au moins pour l'essentiel, de cuivre et/ou aluminium. Le tube 10 est de préférence métallique, par exemple en acier, et la garniture 28 est en contact électrique intime avec le tube 10 pour former avec celui-ci un ensemble à faible conductivité électrique constituant un blindage HF efficace. La garniture 28 peut être formée par un tube métallique interne qui est couplé intimement à la surface intérieure du tube 10. Le couplage entre les deux tubes peut être réalisé par sertissage, par exemple par insertion du tube interne 28 dans le tube 10 et étirage de ce dernier. Le couplage peut aussi être réalisé par brasage. On pourrait aussi envisager de former la garniture 28 par dépôt métallique sur la surface intérieure du tube 10. Comme le montre la figure 2, le profilé 26 occupe pratiquement tout le volume interne du tube 10 muni de la garniture 28, et les logements 24 s'ouvrent à la périphérie du profilé 26, mais avec des ouvertures 24a de largeur de préférence inférieure au diamètre des câbles 12. Ceux-ci sont donc retenus dans leurs logements. La pièce profilée 26 en matière plastique peut être chargée de particules métalliques, contribuant à parfaire le blindage des câbles 12. Bien que l'on ait envisagé plus haut une application à un capteur de vitesse de rotation d'un arbre de turbomachine, une liaison rigide à haute immunité selon l'invention peut être utilisée dans d'autres applications dès lors qu'un guidage de plusieurs câbles de liaison électrique et leur immunisation vis-à-vis de perturbations électromagnétiques sont nécessaires. 2891391 6 Bien entendu, le nombre de câbles 12 peut être différent de 3. Ainsi, la figure 3 montre une liaison rigide qui se distingue de celle de la figure 2 en ce qu'elle comprend 4 câbles 12 guidés dans des logements 24 d'un profilé souple 26, à l'intérieur du tube 10 muni de la garniture métallique intérieure 28, les logements étant répartis régulièrement à la périphérie du profilé 26. 2891391 7 REVENDICATIONS 1. Liaison électrique rigide à haute immunité vis-à-vis du rayonnement électromagnétique comprenant plusieurs câbles de liaison électrique (12) guidés dans un tube rigide (10), caractérisée en ce que la surface intérieure du tube (10) est en contact électrique intime avec une garniture interne (28) en matériau bon conducteur électrique pour former un blindage haute-fréquence pour l'ensemble de la liaison électrique. 2. Liaison selon la revendication 1, caractérisée en ce que la garniture interne (28) est formée par un tube métallique couplé au tube rigide (10). 3. Liaison selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les tubes (10, 28) sont couplés par sertissage. 4. Liaison selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les tubes (10, 28) sont couplés par brasage. 5. Liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la garniture interne (28) est au moins essentielle-ment en cuivre et/ou en aluminium. 6. Liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les câbles (12) sont guidés dans des logements (24) formés dans une pièce profilée (26) s'étendant à l'intérieur du tube rigide (10) le long de celui-ci. 7. Liaison selon la revendication 6, caractérisée en ce que lla pièce profilée (26) est en matière plastique souple. 8. Liaison selon la revendication 7, caractérisée en ce que la matière plastique souple contient des charges métalliques. 9. Capteur à plusieurs voies de mesure comportant plusieurs sondes logées dans une tête de capteur et une liaison électrique rigide selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dont une extrémité est reliée à la tête de capteur pour guider des câbles de liaison électrique respectivement connectés aux sondes de mesure. 10. Capteur de vitesse de rotation d'un arbre de turbomachine à plusieurs voies de mesure, comportant plusieurs sondes de mesure logées dans une tête de capteur destinée à être placée en regard d'une roue codeuse couplée en rotation à l'arbre de la turbomachine et une liaison électrique rigide selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dont une extrémité est reliée à la tête de capteur pour guider des câbles de liaison électrique respectivement connectés aux sondes de mesure. 10 15 20 25 30