Brevet FR3121748A1 — publié le 20221014

Capteur de pression (10) pour un circuit de fluide, en particulier d’un véhicule automobile, le capteur comportant : - un corps (12) comportant une entrée de fluide (14), une sortie de fluide (16) et une chambre interne (18) de liaison de l’entrée à la sortie de fluide en vue de l’écoulement de fluide dans ledit corps, - une membrane (20) élastiquement déformable située dans ladite chambre et comportant une première face (20a) destinée à être au contact du fluide s’écoulant dans le corps, caractérisé en ce qu’il comprend en outre : - un circuit résonant (22) du type RLC situé dans ladite chambre et associé à un circuit de lecture (23) situé à l’extérieur de la chambre (18). Figure pour l'abrégé : Figure 1 CAPTEUR DE PRESSION POUR UN CIRCUIT DE FLUIDE OU POUR UNE ENCEINTE ETANCHE DE VEHICULE AUTOMOBILE Domaine technique de l'invention La présente invention concerne notamment un capteur de pression pour un circuit de fluide ou une enceinte étanche, en particulier d’un véhicule automobile. Arrière-plan technique Un véhicule, en particulier automobile, comprend plusieurs circuits de fluide dont la pression doit être mesurée et contrôlée afin de vérifier en temps réel le bon fonctionnement du véhicule. C’est par exemple le cas du circuit de carburant d’un véhicule. Un véhicule, en particulier électrique ou hybride, peut en outre comprendre un pack batterie qui comprend une enceinte étanche dans laquelle sont logées des cellules électriques de batterie. Ce pack batterie peut être équipé d’un capteur de pression afin de détecter une montée en pression de l’intérieur de l’enceinte, notamment à cause d’un relargage de gaz d’une cellule qui dysfonctionnerait. Il existe plusieurs technologies de capteurs de pression. Certains capteurs de pression comprennent par exemple une jauge de contrainte située sur une membrane au contact d’un fluide. Lorsque la pression du fluide varie, la membrane se déforme et la mesure de la variation de la résistivité de la jauge peut être reliée à la pression du fluide. Ce principe de mesure est largement utilisé mais nécessite la présence de fils pour venir lire l’évolution des propriétés de la jauge. D’autres capteurs comprennent un matériau piézo électrique. Cependant, dans ce cas également, il est nécessaire d’avoir deux fils pour mesurer la tension générée par la pression exercée sur le matériau piézo électrique. D’autres capteurs utilisent la technologie des MEMS (microsystèmes électromécaniques) et donc des matériaux semiconducteurs. La présente invention propose une technologie de capteur de pression sans fil, particulièrement utile pour des mesures dans des environnements dangereux ou isolés comme c’est le cas d’un circuit de carburant ou d’une enceinte étanche du type pack batterie ou autre d’un véhicule automobile. La présente invention concerne un capteur de pression pour un circuit de fluide ou une enceinte étanche, le capteur comportant : - une membrane élastiquement déformable comportant deux faces opposées dont une première face est destinée à être au contact d’un fluide, caractérisé en ce qu’il comprend en outre : - un circuit résonant du type RLC comportant un condensateur qui est situé sur l’une des deux faces de la membrane et dont la capacité varie en fonction de l’amplitude de déformation élastique de ladite membrane, et une première bobine qui est reliée audit condensateur, ledit circuit résonant étant configuré pour avoir une fréquence de résonance qui varie en fonction de la capacité du condensateur et donc de la déformation élastique de la membrane, et - un circuit de lecture déporté par rapport à la membrane et comportant une seconde bobine située en face de la première bobine et configurée pour détecter la fréquence de résonance dudit circuit résonant et émettre un signal de lecture en conséquence. On comprend donc que la coopération entre les circuits résonants et de lecture est réalisée sans fil. Autrement dit, le circuit résonant n’est pas relié par des fils, ce qui est avantageux et facilite la fabrication ainsi que la maintenance du capteur. Le circuit de lecture peut quant à lui être relié par des fils à d’autres équipements électroniques et en particulier à un ordinateur de bord du véhicule. Le capteur de pression selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : -- la membrane a une forme générale plane, et par exemple de disque ; - le condensateur comprend une structure sandwich située sur ladite face de la membrane et comportant deux couches électroconductrices étirables séparées par une couche diélectrique, ces couches électroconductrices formant des électrodes et étant reliées respectivement aux bornes de ladite première bobine ; - le condensateur comprend deux électrodes planes et étirables situées sur ladite seconde face de la membrane et imbriquées l’une dans l’autre, ces électrodes étant reliées respectivement aux bornes de ladite première bobine ; -- les première et seconde bobines ont des diamètres externes inférieurs ou égaux au diamètre externe ou à une dimension transversale maximale de la membrane ; -- le capteur comprend un corps dans lequel est montée la membrane ; - le corps comprend une bride annulaire ou périphérique externe de fixation, cette bride s’étendant autour de ladite membrane et comportant des orifices de passage d’éléments de fixation ; - le corps comprend un boîtier monobloc comportant une partie centrale définissant ladite chambre, et deux extensions formant respectivement lesdites entrée et sortie ; -- la partie centrale du boîtier a une forme générale cylindrique et lesdites extensions sont diamétralement opposées par rapport à un axe de la partie centrale ; - le corps comprend en outre un couvercle rapporté et fixé sur la partie centrale et définissant avec la membrane un espace de logement dudit circuit de lecture ; - la membrane a sa périphérie externe qui est serrée par la bride de fixation ou entre le couvercle et la partie centrale, de façon à ce que cette membrane assure une étanchéité ; -- la membrane comprend une surépaisseur annulaire ou périphérique à sa périphérie externe ; - la seconde bobine est située sur le couvercle, ou est portée par un capot situé au-dessus du couvercle ; - les première et seconde bobines comprennent un axe d’enroulement commun ; -- ledit axe d’enroulement est confondu avec un axe de la partie centrale ; - l’intégralité du circuit résonant est située sur la face de la membrane, le condensateur du circuit résonant étant située sur une partie centrale de la membrane et la première bobine étant située sur une partie annulaire ou périphérique de la membrane s’étendant autour de la partie centrale précitée ; -- le circuit résonant est situé sur la face de la membrane exposée au fluide ou sur la face opposée de la membrane exposée au fluide ; - la partie centrale de la membrane a une épaisseur constante E1 et la partie annulaire ou périphérique de la membrane a une épaisseur constante E2 qui est supérieure à E1, et qui est par exemple au moins trois fois supérieure à E1 et au plus dix fois supérieure à E1 ; - la membrane comprend en outre un bourrelet annulaire ou périphérique à sa périphérie externe qui est relié à la partie annulaire ou périphérique de la membrane par un voile annulaire ou périphérique de matière d’épaisseur E3, E3 étant comprise entre E1 et E2 ; -- le voile est intercalé entre deux rebords cylindriques coaxiaux du corps ; - la seconde bobine est reliée à un dispositif électronique de contrôle qui comprend un premier module configuré pour adapter une impédance du circuit RLC et un second module qui est configuré pour analyser une fréquence vectorielle. La présente invention concerne également un circuit de fluide, en particulier pour un véhicule automobile, comportant au moins un capteur tel que décrit ci-dessus. La présente invention concerne également une enceinte étanche telle qu’un pack batterie, en particulier pour un véhicule automobile, comportant au moins un capteur tel que décrit ci-dessus. La présente invention concerne encore un véhicule, en particulier automobile, comportant au moins un capteur, un circuit, ou une enceinte étanche tel que décrit ci-dessus. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue très schématique d’un capteur de pression selon l’invention ; la est une vue très schématique d’un exemple de réalisation d’électrodes imbriquées pour un condensateur électrique variable d’un circuit RLC pour un capteur de pression selon l’invention ; la représente un circuit résonant et un circuit de lecture d’un capteur de pression selon l’invention ; la est une vue schématique en perspective d’un mode de réalisation d’un capteur de pression selon l’invention ; la est une vue schématique en coupe axiale du capteur de pression de la ; la est une vue schématique partielle en perspective et en coupe d’une variante de réalisation d’un capteur de pression selon l’invention ; la est une vue schématique partielle en perspective et en coupe d’une variante de réalisation d’un capteur de pression selon l’invention ; la est une vue schématique partielle en perspective et en coupe d’une variante de réalisation d’un capteur de pression selon l’invention ; la est une vue schématique en perspective éclatée d’une autre variante de réalisation d’un capteur de pression selon l’invention ; la est une vue schématique en perspective d’une membrane du capteur de la ; la est une vue en coupe selon la ligne IX-IX de la ; la est une vue schématique partielle et en perspective d’une enceinte étanche du type pack batterie, équipée d’une autre variante de réalisation du capteur selon l’invention ; la est une vue schématique en perspective du capteur de la ; la est une autre vue schématique en perspective du capteur de la ; et la est une vue schématique en coupe axiale du capteur de la . Capteur de pression (10, 110) pour un circuit de fluide ou une enceinte étanche, en particulier d’un véhicule automobile, le capteur comportant : - une membrane (20) élastiquement déformable comportant deux faces (20a, 20b) opposées dont une est destinée à être au contact d’un fluide, caractérisé en ce qu’il comprend en outre : - un circuit résonant (22) du type RLC comportant un condensateur (22c) qui est situé sur l’une des faces (20a, 20b) de la membrane, et dont la capacité varie en fonction de l’amplitude de déformation élastique de ladite membrane, et une première bobine (22b) qui est reliée audit condensateur, ledit circuit résonant étant configuré pour avoir une fréquence de résonance qui varie en fonction de la capacité du condensateur et donc de la déformation élastique de la membrane, et - un circuit de lecture (23) déporté par rapport à la membrane et comportant une seconde bobine (23b) située en face de la première bobine (22b) et configurée pour détecter la fréquence de résonance dudit circuit résonant et émettre un signal de lecture en conséquence. Capteur (10, 110) selon la revendication 1, dans lequel le condensateur (22c) comprend une structure sandwich située sur ladite face de la membrane et comportant deux couches électroconductrices (24, 28) étirables séparées par une couche diélectrique (26), ces couches électroconductrices (24, 28) formant des électrodes et étant reliées respectivement aux bornes de ladite première bobine (22b). Capteur (10, 110) selon la revendication 1, dans lequel le condensateur (22c) comprend deux électrodes (30, 32) planes et étirables situées sur ladite face de la membrane et imbriquées l’une dans l’autre, ces électrodes étant reliées respectivement aux bornes de ladite première bobine (22b). Capteur (10, 110) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel il comprend en outre un corps (12, 118) dans lequel est montée la membrane (20). Capteur (110) selon la revendication 4, dans lequel le corps (118) comprend une bride annulaire ou périphérique externe de fixation (120), cette bride s’étendant autour de ladite membrane (20) et comportant des orifices (122) de passage d’éléments de fixation (124). Capteur (10) selon la revendication 4, dans lequel le corps (12) comprend une entrée de fluide (14), une sortie de fluide (16), et une chambre interne (18) de liaison de l’entrée à la sortie de fluide en vue de l’écoulement de fluide dans ledit corps, ledit circuit de lecture (23) étant situé à l’extérieur de la chambre (18) et étant séparée de cette chambre par ladite membrane (20). Capteur (10) selon la revendication 6, dans lequel le corps (12) comprend un boîtier (38) monobloc comportant une partie centrale (38a) définissant ladite chambre (18), et deux extensions (38a, 38b) formant respectivement lesdites entrée (14) et sortie (16). Capteur (10) selon la revendication 7, dans lequel le corps (12) comprend en outre un couvercle (40) rapporté et fixé sur la partie centrale (38a) et définissant avec la membrane (20) un espace (19) de logement dudit circuit de lecture (23). Capteur (10) selon la revendication 8, dans lequel la seconde bobine (23b) est située dans le corps (118), sur le couvercle (40), ou est portée par un capot (42) situé au-dessus du couvercle. Capteur (10, 110) selon la revendication 5 ou 8 ou 9, dans lequel la membrane (20) a sa périphérie externe qui est serrée par la bride de fixation (120) ou entre le couvercle (40) et la partie centrale (38a), de façon à ce que cette membrane assure une étanchéité. Capteur (10, 110) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les première et seconde bobines (22b, 23b) comprennent un axe d’enroulement commun. Capteur (10, 110) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’intégralité du circuit résonant (22) est située sur ladite face de la membrane (20), le condensateur (22c) du circuit résonant étant située sur une partie centrale (46) de la membrane et la première bobine (22b) étant située sur une partie annulaire (48) ou périphérique de la membrane s’étendant autour de la partie centrale précitée. Capteur (10, 110) selon la revendication précédente, dans lequel la partie centrale (46) de la membrane (20) a une épaisseur constante E1 et la partie annulaire (48) ou périphérique de la membrane a une épaisseur constante E2 qui est supérieure à E1, et qui est par exemple au moins trois fois supérieure à E1 et au plus dix fois supérieure à E1. Capteur (10, 110) selon la revendication 12 ou 13, dans lequel la membrane (20) comprend en outre un bourrelet annulaire (50) ou périphérique à sa périphérie externe qui est relié à la partie annulaire (48) ou périphérique de la membrane par un voile annulaire ou périphérique de matière (52) d’épaisseur E3, E3 étant comprise entre E1 et E2. Capteur (10, 110) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la seconde bobine (23b) est reliée à un dispositif électronique de contrôle qui comprend un premier module (34) configuré pour adapter une impédance du circuit RLC et un second module (36) qui est configuré pour analyser une fréquence vectorielle. Circuit de fluide, en particulier pour un véhicule automobile, comportant au moins un capteur (10) selon l’une des revendications précédentes. Enceinte étanche telle qu’un pack batterie, en particulier pour un véhicule automobile, comportant au moins un capteur (110) selon l’une des revendications 1 à 15. Véhicule, en particulier automobile, comportant au moins un capteur (10) selon l’une des revendications 1 à 15, un circuit selon la revendication 16 ou une enceinte étanche selon la revendication 17.