Brevet FR2889872A1 — publié le 20070223

CAPTEUR DE TEMPERATURE La présente invention concerne un capteur de température selon le préambule de ce qui est revendiqué en premier lieu. Le document EP 0 696 727 Al révèle un capteur de température avec un dispositif de commande dépendant de la température qui comprend un tube capillaire rempli d'un médium gazeux ou liquide. En cas de changement de température le long d'une section de mesure au travers du tube capillaire, il s'exerce une modification de pression. En fonction de la pression dans le tube capillaire, cette modification de pression est convertie en une poussée verticale au travers d'une boîte à membrane qui est liée hermétiquement au tube capillaire au bout du tube capillaire. Cette poussée verticale est enregistrée par un capteur qui comprend un élément à effet Hall et un aimant qui est fixé à la boîte à membrane. L'élément à effet Hall est disposé contre une plaque conductrice qui est fixée via un ajustage mécanique par des vis d'ajustage à une plaque de support, où la plaque de support accueille le système du tube capillaire et est entourée par deux parties du boîtier du capteur de température. Après le montage et l'ajustage de la platine qui accueille l'élément à effet Hall sur la plaque de support, le boîtier est scellé avec une troisième partie du boîtier. Sur la platine sont prévus en plus des éléments de chauffage ohmique pour porter la température intérieure du boîtier jusqu'à une température d'environ 15 C en cas de température ambiante inférieure à 15 C. Ce capteur de température avec un système à tube capillaire présente l'inconvénient 20 de prévoir un montage imposant qui nécessite un grand nombre de pièces. De plus, il n'y a aucune flexibilité dans la conception d'un tel capteur de température. L'invention a par conséquent pour objet de créer un capteur de température avec un dispositif de commande dépendant de la température qui ait une conception modulaire et qui permette le découplage d'un élément de limitation de parcours de son élément mobile pour l'appareil de base. Cet objectif est obtenu selon l'invention par les caractéristiques de ce qui est revendiqué en premier lieu. D'autres modes et perfectionnements avantageux sont donnés dans les revendications annexées. Un montage facile et rapide est rendu possible par le logement matériellement disjoint de la platine qui accueille la sonde de Hall pour le système de tubes capillaires respectivement à l'élément de transmission qui est disposé contre le fond d'un boîtier. En même temps, il est conçu un capteur de température qui peut accueillir des applications flexibles de différents composants dans le même boîtier. Il est également possible d'échanger rapidement et facilement la platine avec la sonde de Hall ainsi qu'avec le système de tube capillaire. De plus, le nombre des composants pour compléter le boîtier est réduit. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, il est prévu une surface de positionnement de la platine au niveau de la section du boîtier attenante ou au-dessus du fond du boîtier. Cette surface est prévue aux dimensions exactes par rapport à une surface de référence au niveau du fond du boîtier, de sorte qu'un ajustement de la platine par rapport au positionnement de l'intervalle de la sonde de Hall à l'élément de transmission n'est plus nécessaire. Ainsi le temps de montage s'en trouve à nouveau considérablement réduit. En conséquence, la surface de positionnement permet de manière préférée qu'il y ait une orientation définie de la platine par rapport à l'élément de transmission, en particulier de sorte que la position de la sonde de Hall soit fixée suivant le même axe que l'élément de transmission. Selon une autre réalisation avantageuse de l'invention, il est prévu que la platine puisse être insérée dans un épaulement incurvé au niveau de la section du boîtier attenante ou au-dessus du fond du boîtier et soit scellée par un collage, un raccord mécanique ou un vissage, de préférence de façon hermétique. La platine peut en même temps constituer un couvercle pour le boîtier, ce qui rend possible une réduction maximale des pièces. Avec cette réalisation, il est possible de manière préférée que les points de raccordement entre la platine et la section du boîtier soient scellés hermétiquement par un collage, par un plastique coulé ou tout procédé similaire. Un autre mode de réalisation alternatif de l'invention prévoit que la platine soit fixée de façon amovible à un couvercle du boîtier qui soit disposé au niveau du boîtier par un raccord mécanique, un vissage, un serrage ou un collage. On peut ainsi réaliser un pré-montage de la platine sur le couvercle du boîtier. En même temps, différentes platines peuvent être pré-confectionnées avec des sondes Hall attribuées et être affectées à un type de boîtier en fonction du type d'utilisation. Les emplacements de raccordement entre le couvercle et le boîtier sont normalisés. Un autre mode de réalisation alternatif de l'invention prévoit que la platine fixée de façon amovible au couvercle soit maintenue au fond par une section de paroi cylindrique. De manière préférée, cette section de paroi cylindrique est fixée au couvercle et/ou au fond du boîtier par un serrage, un raccord mécanique, un vissage, ainsi qu'une soudure ou un collage. On a ainsi un montage rapide et facile. En même temps sont prévues des pièces à bas prix, de préférence en plastique, dans la géométrie et la fabrication. Grâce à la section de paroi cylindrique, un réglage différent d'intervalle entre la sonde de Hall et l'élément de transmission est possible, de sorte qu'un réglage exact de cet intervalle soit rendu possible pour différents éléments de capteur grâce à une sélection de différentes distances à la section de paroi cylindrique. La modification de pression dans le dispositif de commande dépendant de la température est enregistrée de manière préférée par le capteur, et restituée en particulier sous forme d'une tension dépendant du déplacement de l'élément mobile. Un tel signal peut permettre un réglage à double consigne qui comprend une consigne minimale et une consigne maximale auxquelles le signal donné sera comparé. De même est rendu possible un enregistrement linéaire de données en rapport direct avec les modifications de température, de sorte que l'on pourra aussi enregistrer des lois de température pendant un procédé ou sur une certaine durée. Un autre mode de réalisation préféré de l'invention prévoit que le boîtier présente une section pour recevoir une prise. Dans la prise est prévue une platine qui est liée ou peut être mise en contact avec la platine qui reçoit la sonde de Hall. Il est possible par ce couplage de la prise avec le fond du boîtier qui reçoit l'élément de transmission de découpler le système à tube capillaire de l'appareil de base. Dans cet appareil de base, il est prévu un système électronique supplémentaire grâce auquel la plupart du temps l'appareil de base peut être inséré dans des dispositifs de contrôle. Ainsi on peut prévoir un capteur de température de conception compacte directement au site de mesure qui permettra un fonctionnement autonome. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention qui comprend une prise avec la platine au niveau du fond du boîtier, il est prévu que la platine prévue dans la prise transforme un signal du capteur en un signal standard analogique dépendant de la température. Il est ainsi rendu possible un fonctionnement autonome d'un capteur de température sur site, et grâce à un câble de transmission de signaux, un signal de sortie standard est envoyé à une installation de contrôle distante. En conséquence, dans un tel mode de fonctionnement autonome, on peut se passer complètement du chauffage du capteur. En raison de sa conception, l'appareil de base n'a plus à être climatisé à des températures supérieures à une consigne fixée, car le système à tube capillaire se trouve avec le capteur en dehors de l'appareil de base. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, il est prévu que l'élément de transmission et le tube capillaire soient fixés dans un élément de raccord que l'on peut insérer au fond du boîtier. On peut ainsi créer un premier élément interchangeable qui se place au fond du boîtier. Le fond du boîtier peut être représenté par un deuxième élément. Un troisième élément sera représenté soit par un couvercle et admettra la platine avec la sonde de Hall et pourra être fixé au fond du boîtier ou à une section du fond du boîtier, ou par la platine elle-même qui sera accrochée à une section du fond du boîtier. L'élément de raccord est ajustable de manière préférée mécaniquement à distance du fond du boîtier, de préférence par un filetage. Ainsi, l'élément de transmission est ajustable à distance du fond du boîtier par rapport à la surface de positionnement sur une autre section du boîtier sur laquelle la platine est alignée. De manière préférée, l'élément de raccord comprend un domaine fileté grâce auquel le réglage mécanique est rendu possible de manière facile. L'élément de transmission est constitué de manière préférée selon le premier mode de réalisation sous forme de boîte à membrane. Autrement, l'élément de transmission peut aussi être prévu sous la forme d'un soufflet ou d'un soufflet d'intercirculation. On utilise de manière préférée de tels capteurs de température selon l'invention comme systèmes de protection contre le gel. Ils servent à la surveillance en température de grandes surfaces contre le gel, par exemple dans des réchauffeurs d'air, des installations de chauffage et de climatisation, mais aussi pour des conduites d'eau ou d'air. D'autres cas d'utilisation sont des échangeurs de chaleur à air ou eau pour le chauffage de l'air pour lesquels il existe un risque de gel du fait de l'entrée d'air. De même, de tels capteurs de température servent à la protection contre le gel et par exemple déconnectent des ventilateurs en temps voulu, ouvrent des robinets de chauffage ou ferment des volets de réglage d'air. En conséquence, on peut aussi les utiliser pour le chauffage de liquides alimentaires dans des sites d'élevage d'animaux. L'invention, ainsi que d'autres modes de réalisation avantageux et perfectionnements de ces derniers, est décrite et explicitée plus avant ci-dessous au moyen de l'exemple représenté dans l'illustration. Les caractéristiques que l'on retire de la description et de l'illustration peuvent être utilisées seules ou associées les unes aux autres au choix selon l'invention. Les figures représentent: figure 1: une vue schématique en coupe du capteur de température selon 20 l'invention; figure 2: une vue schématique d'un mode de réalisation alternatif du capteur de température de la figure 1; figure 3: une vue schématique d'un autre mode de réalisation alternatif du capteur de température de la figure 1; et figure 4: une vue schématique en coupe d'un capteur de température avec une prise. Sur la figure 1 est représenté en coupe un capteur de température 11 selon l'invention. Ce capteur de température 11 comprend un dispositif de commande dépendant de la température 12 qui présente un tube capillaire 14 qui est lié hermétiquement à un élément de transmission 16. Dans l'exemple de réalisation, l'élément de transmission 16 est constitué d'une boîte à membrane. En variante, le dispositif de transmission 16 peut être conçu comme un soufflet ou un soufflet d'intercirculation. Le tube capillaire 14 peut avoir jusqu'à plusieurs mètres de long et comprendre en plus un capteur. Le dispositif de commande dépendant de la température 12 est rempli d'un gaz ou d'un liquide. En fonction de la température, il se produit au moins partiellement une modification de pression ou de volume dans le tube capillaire 14, d'où il résulte un déplacement vertical de l'élément de transmission 16. Dans l'exemple de réalisation, la membrane 18 de la boîte à membrane est déplacée dans un sens ou dans l'autre. Entre l'élément de transmission 16 et le tube capillaire 14 est prévu un élément de raccord 19 qui présente de manière préférée un épaulement incurvé 21 auquel est fixé l'élément de transmission 16 en forme de boîte à membrane. L'élément de raccord 19 est fixé à une section 23 du boîtier 24. Cet élément de raccord 19 peut être lié au boîtier 24 par exemple par un vissage, un collage, un serrage ou une soudure ou autre. Un vissage permet en particulier un ajustement du système à tube capillaire à distance du fond du boîtier 25, où le système à tube capillaire comprend le tube capillaire 14 et l'élément de transmission 16. Au-dessus de l'élément de transmission 16, le boîtier 24 admet un capteur 26 qui se compose d'une sonde de Hall 27. Cette sonde de Hall 27 est par exemple fixée à une platine 28 ou à une plaque conductrice d'où sortent deux câbles électriques 29 hors du boîtier 24. Ces câbles électriques 29 peuvent être liés à une unité de contrôle 31 qui par exemple fait partie d'un système de visualisation et/ou d'un compteur 32. Les câbles électriques 29 servent à l'alimentation électrique et à la transmission de signal. La platine 28 est fixée au plafond 38 du boîtier. Par exemple, une cavité est rajoutée dans le couvercle 38 qui comprend une surface 39 pour le positionnement et le logement de la platine 28. Cette surface de positionnement 39 présente des bords latéraux pour que la platine soit mise en place par introduction dans une position définie par rapport à l'aimant 34. On peut positionner la platine 28 par un montage mécanique, un collage ou un serrage contre la surface de positionnement 39 du couvercle 38. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, le couvercle 38 est positionné par une section du boîtier ou de la paroi 41 au fond du boîtier 25 à un intervalle défini. La section de la paroi 41 est conçue de préférence de manière cylindrique. Pour fixer le fond du boîtier 25 et le couvercle 38 à la section de paroi 41, on peut prévoir des fixations par collage, par vissage, mécaniques ou par soudure où les liaisons sont conçues de préférence, mais pas obligatoirement, de manière identique entre la section de paroi 41 et le couvercle 38 ainsi qu'entre la section de paroi 41 et le fond du boîtier 25. L'intervalle entre la sonde de Hall 27 et l'aimant 34 peut être réglé sur la longueur de la section de paroi cylindrique 41. Le boîtier 24 inclut entièrement le dispositif de transmission 16 et le capteur 26, de sorte qu'indépendamment de toute influence extérieure, il est possible d'enregistrer un déplacement vertical de l'élément de transmission 16 par rapport à la membrane 18. Pour ce faire, un aimant 34 est prévu au niveau d'un côté externe de la membrane 18 qui est collé sur la membrane 18, enfoncé, serré ou fixé de toute autre façon similaire. Un tel aimant 34 peut d'une façon analogue être prévu comme élément de transmission 16 sur un soufflet ou un soufflet d'intercirculation. Entre l'aimant 34 et la sonde de Hall 27, il est prévu un intervalle défini 36 qui est ajustable. Par exemple, on peut prévoir une moitié supérieure du boîtier qui recevra le capteur 26 et que l'on peut déplacer ou visser à une moitié inférieure du boîtier qui recevra au moins l'élément de transmission 16 pour régler l'intervalle. De plus, ou en variante, le dispositif de transmission 16 et respectivement le capteur 26 peuvent être modifiés quant à leur position par rapport à leur positionnement dans le boîtier 24. Comme fluide de remplissage, on peut utiliser aussi bien un gaz qu'un liquide. Les gaz peuvent être utilisés sous une pression définie dans le dispositif de commande dépendant de la température 12 afin d'obtenir par exemple la condensation du gaz à une température donnée pour qu'un signal déterminé soit enregistré et restitué à un état externe qu'il faut surveiller. Le capteur de température selon l'invention 11 permet l'utilisation de dispositifs peu onéreux de commande dépendants de la température 12 pour lesquels le déplacement vertical du dispositif de transmission 16 est contrôlable sans contact. Grâce au capteur 26, on peut produire un signal radiométrique linéaire de sortie. Ainsi on a aussi un enregistrement direct des modifications de pression ou de volume dans le dispositif de commande dépendant de la température 12, comme par exemple une pression de vapeur en fonction de la température qui est contrôlable grâce au régulateur de température comme capteur de protection contre le gel. En variante au capteur 26 constitué d'une sonde de Hall 27, on peut prévoir que le capteur enregistre une modification capacitive ou une modification inductive qui sera 20 produite par le déplacement vertical. Sur la figure 2 est représenté un mode de réalisation alternatif à la figure 1. Le boîtier 24 comprend un fond de boîtier 25 avec une portion de paroi 41 constituée d'une seule pièce, qui lui est immédiatement raccordée et qui sert de surface de positionnement 39 au bord supérieur d'un épaulement incurvé. Le système à tube capillaire via l'élément de raccord 19 est fixé au fond du boîtier 25 et est monté dans une position définie. Un positionnement complet du vissage du système à tube capillaire au fond du boîtier 25 ainsi que la distance de la surface de positionnement 39 au fond du boîtier 25 sont préalablement définis de manière à ce qu'il y ait après la mise en place de la platine 28 un préréglage ou un réglage exact des éléments 27 et 34 du capteur. Par exemple, la platine 28 est collée ou pressée. Ensuite les emplacements de raccordement sont scellés hermétiquement par un plastique coulé. De plus, grâce à l'épaulement au niveau de la portion de paroi 41, il est possible de positionner en direction radiale la platine 28, de sorte que la sonde de Hall 27 soit située dans l'axe vertical de l'élément de transmission 16. Sur la figure 3 est représenté un mode de réalisation alternatif aux figures 1 et 2. 35 Dans ce mode de réalisation est prévu un couvercle 38 fixé par un vissage ou par un montage mécanique à rotation. En variante, on peut aussi prévoir un couvercle réglable 38 tout contre la surface de positionnement 39, où ensuite un élément d'obturation 44 est installé entre la section de paroi 41 et une section circulaire 42 du couvercle 38. A nouveau le couvercle 38 admet la platine 28 de façon amovible. Sur la figure 4 est représenté un autre mode de réalisation alternatif de l'invention. Ce mode de réalisation comprend au fond du boîtier 25 une section de paroi 41 cylindrique d'une seule pièce. Cette section de paroi 41 est entourée d'une section de fixation 43 pour une prise 46 qui peut être fixée par exemple par un vissage dans la section de paroi 41. La platine 28 est insérée dans cette section de fixation 43. Elle repose sur une surface au bout de la section de paroi 41 qui sert de surface de positionnement 39. En conséquence, dans la section de fixation 43 est prévue une platine 48 qui est liée par emboîtement à la platine 28 ou à cette section. Un tel capteur de température permet un fonctionnement autonome. Les signaux de données sont transmis via la platine 48 sous forme de signaux standard analogiques linéaires fonctions de la température jusqu'à une installation de contrôle via un câble. Dans l'installation de contrôle, est prévu un appareil de base qui comprend d'autres éléments de contrôle du capteur de température. Grâce à ce capteur de température, un découplage de l'appareil de base est possible, et il est restitué un signal normalisé. Le boîtier 24 décrit ci-dessus des modes de réalisation selon les figures 1 à 4 est conçu de manière à être étanche. De plus, chaque pièce du boîtier est fabriquée en plastique, en particulier en plastique injecté. Grâce à la conception décrite ci-dessus des pièces du boîtier, une conception modulaire avec différents composants est possible, avec un montage et un réglage rapides et faciles de l'intervalle entre la sonde de Hall et l'élément de transmission, ainsi qu'un choix flexible d'éléments de capteurs et de systèmes à tube capillaire. Toutes les caractéristiques décrites ci-dessus sont essentielles à l'invention et peuvent être combinées entre elles au choix. REVENDICATIONS 1. Capteur de température avec un dispositif de commande dépendant de la température (12) comprenant un tube capillaire (14) rempli d'un médium gazeux ou liquide, qui en cas de changements de température exerce une modification de pression ou de volume le long d'une section de mesure au travers du tube capillaire (14), et qui comprend un élément de transmission (16) prévu hermétiquement à une extrémité du tube capillaire (14) et qui exerce en fonction de la pression ou du volume dans le tube capillaire (14) une poussée verticale, et avec un capteur conçu comme une sonde de Hall (27) qui enregistre sans contact la poussée verticale de l'élément de transmission (16) via un aimant (34) disposé contre l'élément de transmission (16) ou via un segment indicateur pour la sonde de Hall (27) sur l'élément de transmission (16) en matériau magnétique, caractérisé en ce que l'élément de transmission (16) est fixé au fond du boîtier (25) et en ce qu'une platine (28) qui accueille la sonde de Hall (27) est disposée séparée de l'élément de transmission (16) au niveau d'une section (41, 38) du boîtier (24) raccordé au fond du boîtier (25) ou au-dessus de ce dernier. 2. Capteur de température selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est prévu une surface (39) de positionnement de la platine raccordée au fond du boîtier (25) ou au-dessus de ce dernier (38, 41). 3. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de positionnement (39) est ajustée à une distance définie du fond du boîtier (25). 4. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la platine (28) peut être insérée dans un épaulement incurvé au niveau de la section du boîtier (41) attenante au fond du boîtier (25), et en ce qu'elle est fermée par un collage, un raccord mécanique ou un vissage, de préférence de façon hermétique. 5. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la platine (28) est fixée de façon amovible à un couvercle (38) d'un boîtier (24) qui est muni d'un raccord mécanique, d'un vissage, d'un serrage ou d'une soudure à la section du boîtier, dans lequel la platine (28) ou le couvercle (38) jouxtent une surface de positionnement (39) à une distance définie. 6. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la platine (28) est fixée de façon amovible à un couvercle (38) et en ce que le couvercle (38) est maintenu au fond du boîtier (25) via une section de paroi cylindrique (41) qui est fixé au couvercle (38) et/ou au fond du boîtier (25) par un serrage, un raccord mécanique, un vissage ou une soudure. 7. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la modification de pression ou de volume dans le tube capillaire (14) peut être enregistrée par un élément de transmission (16) au travers d'un capteur (26) sous forme d'une tension dépendant du parcourt de l'élément de transmission. 8. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (24) présente une section de boîtier (41) destinée à admettre une prise (46), où une platine (48) est prévue dans la prise (46) qui est liée ou peut être mise en contact avec la platine (28) qui reçoit la sonde de Hall (27). 9. Capteur de température selon la revendication 8 caractérisé en ce que la platine (48) prévue dans la prise (46) transforme un signal du capteur en un signal standard analogique dépendant de la température. 10. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de transmission (16) et le tube capillaire (14) prévus sont fixés à un élément de raccord (19) que l'on peut insérer au fond du boîtier (25). 11. Capteur de température selon la revendication 10 caractérisé en ce que l'élément de transmission (16) peut étrt; inséré à distance du fond du boîtier (25) mécaniquement via l'élément de raccord (19), de préférence grâce à un filetage. 12. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (24) est blindé. 13. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de transmission (16) est constitué d'une boîte à membrane. 14. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que l'élément de transmission (16) est constitué d'un soufflet ou d'un soufflet d' intercirculation. 15. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il peut être utilisé comme système de protection contre le gel.