Brevet FR2909173A1 — publié le 20080530

Capteur de température pour milieux hostiles La présente invention concerne un capteur de température pour milieux hostiles, en particulier un capteur haute température pour véhicule automobile permettant de mesurer la température des gaz d'échappement. On connaît de tels capteurs par exemple des documents FR 2 847 979, FR 2 880 685 ou FR 2 979 687. Ces capteurs comprennent enfermés dans un boîtier de forme générale tubulaire et métallique un composant électrique tel qu'une thermistance, pour mesurer un paramètre comme la température. Ce composant électrique est relié via des fils électriques qui sont amenés vers l'extérieur, à un circuit électrique électronique d'exploitation d'un signal de mesure. Comme ces capteurs sont utilisés dans la ligne d'échappement ou dans le compartiment moteur, ils sont exposés à un environnement très hostile du fait des températures élevées pouvant atteindre jusqu'à 1100 C. Les boîtiers de ces capteurs sont en général réalisés dans un acier inoxydable référencé AISI 310 avec une teneur en fer de 55%, de nickel en 20% et de chrome de 25%. Toutefois, on a constaté que la tenue en température est parfois insuffisante ce qui se traduit par une plus faible tenue mécanique et un risque de flambage de la partie 20 du capteur exposée aux gaz d'échappement. La présente invention vise à remédier à ce problème en proposant un capteur pour milieux hostiles avec un boîtier métallique dont les caractéristiques à haute température sont améliorées. A cet effet, l'invention a pour objet un capteur de température pour milieux 25 hostiles pour mesurer la température des gaz d'échappement d'un véhicule automobile, comprenant un boîtier de forme générale cylindrique dont une partie distale logeant une thermistance est destinée à être directement exposée aux gaz d'échappement, caractérisé BRT 0025 - SFR7199 2909173 2 en ce que la partie distale du boîtier est réalisée en un alliage métallique dont la teneur en nickel est supérieure à 55% et la teneur en fer est comprise entre 5% et 20%. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que de la figure en annexe présentant un capteur pour milieux hostiles 5 selon l'invention. La figure unique présente une vue de côté d'un capteur de température 1 pour milieux hostiles pour mesurer la température des gaz d'échappement 2 (représentée par des points) d'un véhicule automobile. Ce capteur 1 comprend un boîtier 3 métallique de forme générale cylindrique. A 10 l'intérieur de ce boîtier et non visible sur la figure annexée est installée une thermistance, par exemple un semi-conducteur céramique dont la valeur résistive augmente ou diminue en fonction d'une élévation de température. Dans le cas d'une augmentation de la valeur résistive avec une élévation de température, on parle de composant PTC pour positive température coefficient 15 c'est-à-dire un coefficient à température positive. Dans le cas contraire, on parle de composant NTC pour negative temperature coefficient , c'est-à-dire un coefficient de température négative de sorte que la valeur résistive diminue avec une augmentation de température. De façon classique, cette thermistance est reliée par des fils électriques cheminant à l'intérieur du boîtier 3 pour déboucher à une extrémité 5 présentant une ouverture (non visible) afin de permettre la connexion électrique a une unité de traitement qui transforme selon un algorithme qui lui est propre, le signal électrique mesuré en une température. Cette extrémité 5 est du côté froid du capteur 1, c'est-à-dire qu'il s'agit de l'extrémité qui n'est pas exposée aux gaz d'échappement. Cette extrémité est également appelée l'extrémité proximale. A l'inverse, l'extrémité distale 7 du capteur qui est opposée à l'extrémité 5, est directement exposée aux gaz d'échappement pour en mesurer la température. Par conséquent, cette extrémité peut être soumise à des températures allant jusqu'à 1100 C, lorsque le moteur du véhicule fonctionne. BRT 0025 - SFR7199 2909173 3 Sur la figure, on a représenté en traits pointillés une paroi 9 sur laquelle le capteur est monté, par exemple à l'aide d'un système de fixation comprenant par exemple un écrou 11. Cette paroi 9 est par exemple une paroi d'un conduit de gaz d'échappement ou 5 une paroi d'un convertisseur catalytique. La partie distale 7 du capteur, c'est-à-dire la partie du capteur qui baigne dans les gaz d'échappement 2 lors du fonctionnement du moteur du véhicule, possède la forme d'un fourreau cylindrique 13 qui est fermé à l'extrémité distale 7. C'est donc dans cette partie, et plus particulièrement proche de l'extrémité distale, où est logée la 10 thermistance du capteur. Au moins cette partie distale 13 du capteur est réalisée en un alliage métallique dont la teneur en nickel est supérieure à 55% et la teneur en fer est comprise entre 5% et 20%, ce qui contribue à améliorer la tenue mécanique à haute température.. De préférence l'alliage présente une teneur en chrome comprise entre 20% et 15 25%. Afin d'en augmenter encore la tenue mécanique et pour réduire le risque de flambage, l'alliage de cette partie distale 13 présente une teneur en aluminium comprise entre 1% et 2%. Selon une variante, l'alliage métallique comprend une teneur en cobalt de 1%. 20 Plus précisément, selon un premier mode de réalisation, l'alliage métallique est composé de 5863% de nickel, de 21 à 25% de chrome et de 1-1,7% d'aluminium, le reste étant composé de fer avec une teneur comprise entre 10,3-20%. Selon un second mode de réalisation, l'alliage métallique est composé de 60,4% de nickel, de 23% de chrome, de 1,35% d'aluminium, et de 0,25% de titane, le reste 25 étant composé de fer avec une teneur comprise de 15%. Ainsi, la partie distale 13 est réalisée en un alliage métallique qui présente une meilleure tenue mécanique à température élevée, dont le risque de flambage est réduit et dont l'oxydation à haute température est limitée. Le capteur ainsi réalisé est donc mieux adapté à son environnement de travail. 30 BRT 0025 - SFR7199 REVENDICATIONS 1. Capteur de température pour milieux hostiles pour mesurer la température des gaz d'échappement (2) d'un véhicule automobile, comprenant un boîtier (3) de forme générale cylindrique dont une partie distale (13) logeant une thermistance est destinée à être directement exposée aux gaz d'échappement (2), caractérisé en ce que la partie distale (13) du boîtier est réalisée en un alliage métallique dont la teneur en nickel est supérieure à 55% et la teneur en fer est comprise entre 5% et 20% . 2. Capteur de température selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alliage présente une teneur en chrome comprise entre 20% et 25%. 3. Capteur de température selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'alliage présente une teneur en aluminium comprise entre 1% et 2%. 4. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'alliage comprend une teneur en cobalt de 1%. 5. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'alliage métallique est composé de 58-63% de nickel, de 21 à 25% de chrome et de 1-1,7% d'aluminium, le reste étant composé de fer avec une teneur comprise entre 10,3-20%. 6. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'alliage métallique est composé de 60,4% de nickel, de 23% de chrome, de 1,35% d'aluminium, et de 0,25% de titane, le reste étant composé de fer avec une teneur de 15%. BRT 0025 - SFR7199