Brevet FR3044762A1 — publié le 20170609

Capteur de pression différentielle Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de mesure de pression différentielle, et plus particulièrement pour mesurer des pressions de gaz corrosifs, notamment de gaz d'échappement des véhicules automobiles. Art antérieur Un dispositif de mesure de pression différentielle comprend classiquement une membrane dont chacune des faces est exposée à une pression différente. La différence de pressions déforme la membrane et le dispositif de mesure renvoie un signal, le plus souvent électrique, en fonction de cette déformation. Lorsqu'une des pressions est celle d'un gaz corrosif, il est nécessaire de protéger les composants électroniques, mais aussi d'utiliser un substrat pour le circuit électronique qui soit sensiblement inerte vis-à-vis du gaz. La protection des composants électroniques nécessite de les isoler dans une chambre spécifique, ce qui pose des problèmes d'étanchéité. Par ailleurs, les substrats céramiques sont chers. Il existe donc un besoin pour un dispositif de mesure de pression apte à mesurer la pression d'un gaz corrosif qui ne présente pas ces inconvénients. Un but de l'invention est de répondre, au moins partiellement, à ce besoin. Résumé de l'invention L'invention propose un dispositif de mesure de pression différentielle comprenant : - un capteur de pression comportant un substrat portant un organe de mesure de pression pourvu d'une membrane présentant des première et deuxième faces opposées, le capteur de pression étant configuré pour émettre un signal électrique en fonction d'une différence entre des première et deuxième pressions exercées sur lesdites première et deuxième faces, respectivement ; 3044762 2 - un boîtier définissant une cavité dans laquelle est disposé ledit capteur de pression, ladite cavité étant partiellement remplie d'une résine de manière que ladite résine recouvre ledit substrat sans être en contact avec ladite membrane. 5 Comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, dans un dispositif de mesure selon l'invention, le substrat est protégé des gaz corrosifs par la résine. Le recours à un substrat céramique n'est donc plus indispensable. La résine peut avantageusement également recouvrir les connecteurs 10 électriques, et de manière générale, tous les composants électroniques du capteur de pression. Aucune chambre spécifique n'est donc plus nécessaire. Le dispositif de mesure de pression différentielle selon l'invention peut être ainsi fabriqué de manière simple et peu coûteuse. De préférence, un dispositif de mesure selon l'invention peut encore 15 comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes : - La première face est en communication de fluide avec une première source de pression par l'intermédiaire d'un premier conduit traversant le substrat et la résine. La structure du dispositif en est simplifiée. - Dans un autre mode de réalisation, le boîtier définit une chambre 20 intermédiaire dans laquelle débouche un premier conduit en communication de fluide avec une première source de pression, la chambre intermédiaire étant séparée de la cavité contenant le capteur de pression par une cloison, de préférence venue de matière avec le boîtier, de manière que la résine versée dans la cavité pour recouvrir ledit 25 substrat ne déborde pas dans ladite chambre intermédiaire, un passage étant ménagé en partie supérieure de la cloison, ou au-dessus de la cloison, de manière à mettre en communication de fluide la chambre intermédiaire avec une première chambre définie par ladite cavité et en contact avec la première face de la membrane. - Le substrat porte des composants électroniques, lesdits composants électroniques étant recouverts par ladite résine. 3044 762 3 - Le dispositif comporte des premier et deuxième conduits permettant une connexion à des première et deuxième sources de pression de manière à mettre en communication de fluide lesdites première et deuxième sources de pression avec les première et deuxième faces, respectivement, lesdits 5 premier et deuxième conduits étant sur un même côté du boîtier. L'invention a également pour objet un procédé de mesure d'une pression différentielle au moyen d'un dispositif selon l'invention. L'invention a enfin pour objet un procédé de régulation d'un taux de recirculation de gaz d'échappement comprenant un dispositif selon l'invention. 10 Brève description des figures L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen du dessin annexé sur lequel les figures 1 et 2 représentent schématiquement deux modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention. 15 Description détaillée Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif selon l'invention comprenant un boitier 5 et un capteur de pression 8, disposé dans une cavité 12 définie par le boîtier 5. Le boitier 5 est de préférence réalisé en matériau plastique mais peut, en 20 variante, être métallique. Il peut être par exemple de forme générale parallélépipédique. Le capteur de pression 8 comporte un substrat 14 portant un circuit électronique de mesure de la pression, et en particulier portant classiquement un organe de mesure 10 pourvue d'une membrane 16, et des composants 25 électroniques 18. Le substrat 14, de préférence sensiblement plan, peut être en une matière quelconque, par exemple en FR4. Le substrat 14 est posé sur le fond de la cavité 12, de préférence par l'intermédiaire de plots 20. 3044762 4 La cavité 12 est partiellement remplie de résine 50, par exemple d'une résine de type polyimide, de manière à recouvrir, et ainsi protéger le substrat 14, mais sans recouvrir la membrane 16. La résine recouvre également, de préférence, les composants électroniques 5 18 du capteur de pression. Avantageusement, tous les constituants du capteur de pression sont ainsi disposés dans une même cavité. Les composants électroniques 18 n'ont donc pas besoin d'être isolés dans une chambre spécifique, ce qui évite les problèmes liés à l'étanchéité entre la chambre contenant l'organe de mesure 10 10 et cette chambre spécifique. L'organe de mesure 10 est de préférence adaptée à la mesure de pressions comprises entre 10 et 400 kPa. La membrane 16 définit des première et deuxième grandes faces 21 et 22, respectivement. Le capteur de pression 8 est conçu pour comparer les 15 première et deuxième pressions exercées sur les première et deuxième faces, respectivement, et pour envoyer vers un module de traitement, non représenté, un signal électrique en fonction de la différence entre ces deux pressions. Le signal envoyé peut être de type analogique ou utiliser le protocole SENT. 20 La première face 21 est en contact avec une première chambre 31, définie notamment par les parois de la cavité 5 et par la surface supérieure de la couche de résine. La première chambre 31 est en communication de fluide, par l'intermédiaire d'un premier conduit 41, avec une première source de pression, par exemple 25 un mélange de gaz d'échappement corrosifs, par exemple des vapeurs de dioxyde de carbone. La pression de cette première source peut ainsi s'exercer sur la première face 21, ce qui tend à bomber la membrane 16 vers le bas. La deuxième face 22 est en contact direct avec une deuxième chambre 32 en communication de fluide, par l'intermédiaire d'un deuxième conduit 42, avec 30 une deuxième source de pression, par exemple maintenue à la pression atmosphérique, soit 1013 hPa. La pression de cette deuxième source peut 3044762 5 ainsi s'exercer sur la deuxième face 22, ce qui tend à bomber la membrane 16 vers le haut. La déformation de la membrane 16 fournit ainsi une information sur la différence entre les première et deuxième pressions. 5 Dans le mode de réalisation de la figure 1, le premier conduit 41 traverse le substrat 14, dans le sens de l'épaisseur du substrat 14, puis la résine 50, pour déboucher dans la première chambre 31. La compacité du dispositif en est améliorée. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le premier conduit 41 débouche 10 dans une chambre intermédiaire 51. Une cloison 52 permet à la cavité 12 de contenir le substrat 14 et la résine, et éviter qu'elle ne déborde vers le premier conduit 41. Un passage 54 est ménagé entre le sommet de la cloison 52 et le boîtier 5 afin d'assurer une communication de fluide entre la chambre intermédiaire 51 et la première chambre 31. 15 Le premier conduit 41 et/ou la cloison 52 peuvent être venus de matière avec le boîtier. La fabrication du dispositif en est simplifiée. La cloison 52 est de préférence sensiblement verticale, le plan horizontal étant défini par la surface libre 56 de la résine. Dans les deux modes de réalisation, les premier et deuxième conduits 20 débouchent du même côté du boîtier 5, c'est-à-dire sur une même face du boitier, par exemple sur la face inférieure 60 du boîtier. Ils s'étendent de préférence, sensiblement parallèlement l'un à l'autre. Ils s'étendent de préférence selon des directions coplanaires. Dans un mode de réalisation, ils s'étendent sensiblement perpendiculairement à la surface libre 56 de la résine. 25 La fabrication et le fonctionnement découlent immédiatement de la description du dispositif qui précède. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et peut faire l'objet d'autres applications. En particulier, l'invention peut par exemple servir à suivre et à contrôler les émissions de particules dans un pot d'échappement 30 afin de permettre leur régénération. REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure de pression différentielle comprenant : - un capteur de pression comportant un substrat (14) portant un organe de mesure de pression (10) pourvu d'une membrane (16) présentant des première et deuxième faces opposées, le capteur de pression étant configuré pour émettre un signal électrique en fonction d'une différence entre des première et deuxième pressions exercées sur lesdites première et deuxième faces, respectivement ; - un boîtier (5) définissant une cavité (12) dans laquelle est disposé ledit capteur de pression, ladite cavité étant partiellement remplie d'une résine (50) de manière que ladite résine recouvre ledit substrat sans être en contact avec ladite membrane. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la première face (21) est en communication de fluide avec une première source de pression par l'intermédiaire d'un premier conduit (41) traversant le substrat (14) et la résine (50). 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le boîtier définit une chambre intermédiaire (51) dans laquelle débouche un premier conduit (41) en communication de fluide avec une première source de pression, la chambre intermédiaire étant séparée, par une cloison, de la cavité contenant le capteur de pression de manière que la résine versée dans la cavité pour recouvrir ledit substrat ne déborde pas dans ladite chambre intermédiaire, un passage (54) étant ménagé en partie supérieure de la cloison, ou au-dessus de la cloison, de manière à mettre en communication de fluide la chambre intermédiaire avec une première chambre (31) définie par ladite cavité et en contact avec la première face de la membrane. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la cloison est venue de matière avec le boîtier. 3044762 7 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat porte des composants électroniques (18), lesdits composants électroniques étant recouverts par ladite résine. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 comportant des premier et deuxième conduits permettant une connexion à des première et deuxième sources de pression de manière à mettre en communication de fluide lesdites première et deuxième sources de pression avec les première et deuxième faces, respectivement, lesdits premier et deuxième conduits étant sur un même côté du boîtier. 10 7. Dispositif selon la revendication 6, lesdits premier et deuxième conduits s'étendant sensiblement perpendiculairement à la surface libre (56) de la résine. 8. Procédé de régulation d'un taux de recirculation de gaz d'échappement comprenant un dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes.