Brevet FR3126496A1 — publié le 20230303

La présente invention concerne, dans un mode de réalisation, un élément de mesure de concentration en hydrogène (100, 100a) comprenant : une partie de détection (110) comprenant un fil métallique (111) dont la valeur de résistance électrique varie en fonction de l’absorption d’hydrogène et une couche de revêtement protecteur (112) ayant une perméabilité à l’hydrogène et recouvrant le fil métallique (111) ; une partie de fixation (120) en forme de pilier s’étendant longitudinalement. La partie de détection (110) est enroulée autour de la partie de fixation (120) entre les deux parties terminales (131, 132). La partie de fixation (120) présente des faces latérales (120a, 120b) ayant une partie de rainure (121) où la partie de détection (110) est logée. Dans la partie de rainure (121), une pluralité de supports (121b) faisant saillie dans la partie de rainure (121) pour supporter la partie de détection (110) sont formés ; et entre la pluralité de supports (121b), la partie de détection (110) est disposée linéairement sans être en contact avec une surface de la partie de rainure (121). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Elément de mesure de concentration en hydrogène et Dispositif de mesure de concentration en hydrogène DOMAINE DE L’INVENTION Les modes de réalisation de la présente invention concernent un élément de mesure de concentration en hydrogène et un dispositif de mesure de concentration en hydrogène. CONTEXTE DE L’INVENTION Les dispositifs de mesure de concentration en hydrogène classiques comprennent des dispositifs utilisant des procédés de mesure tels qu’un procédé de combustion catalytique et un procédé à semi-conducteur. Les technologies pour le type à combustion catalytique comprennent celle qui utilise une chaleur de combustion sur un catalyseur qui favorise la combustion de l’hydrogène et de l’oxygène, et détecte la concentration en hydrogène sur la base d’une variation de valeur de résistance apparaissant dans un dispositif de mesure de résistance (thermistance) lorsque la température est modifiée par la chaleur de combustion. Les technologies pour le type à semi-conducteur comprennent celle qui utilise une variation de valeur de résistance électrique en utilisant une variation de densité de porteurs apparaissant sur la surface d’un semi-conducteur, tel que l’oxyde d’étain, en raison de l’adsorption d’un gaz réducteur. En outre, les technologies de mesure de concentration en hydrogène pour les centrales nucléaires comprennent une technologie faisant appel à la dilatation volumique du palladium en raison de son absorption de l’hydrogène, une technologie faisant appel à un changement de lumière diffusée lorsqu’une lumière à une longueur d’onde spécifique pénètre à travers une fibre optique, et une technologie faisant appel à une valeur de résistance électrique d’un matériau absorbant l’hydrogène. Un dispositif de mesure de concentration en hydrogène basé sur la valeur de résistance électrique du matériau absorbant l’hydrogène comprend : un élément de mesure de concentration en hydrogène comprenant une partie de détection dans laquelle un fil métallique jouant le rôle de matériau absorbant l’hydrogène est recouvert d’une couche de revêtement protecteur ayant une perméabilité à l’hydrogène et une partie de fixation autour de laquelle la partie de détection est enroulée ; et un calculateur qui calcule une concentration en hydrogène à partir de la valeur de résistance électrique dans l’élément de mesure de concentration en hydrogène. DOCUMENT DE L’ART ANTÉRIEUR DOCUMENT DE BREVET Document de brevet 1 : brevet japonais No. 6 585 463. PROBLÈMES A RÉSOUDRE PAR L’INVENTION Dans le dispositif de mesure de concentration en hydrogène décrit ci-dessus, le fil métallique se dilate et se contracte par dilatation thermique. Par conséquent, quand la température monte et descend pendant des essais de transport de l’élément de mesure de concentration en hydrogène ou lors de son utilisation, des frottements se produisent au niveau de parties de contact entre la couche de revêtement protecteur recouvrant le fil métallique et des éléments périphériques, ce qui entraîne le décollement de la couche de revêtement protecteur. En particulier, dans le cas où la partie de détection est enroulée autour de la partie de fixation, une partie, dans la partie de détection, qui entre en contact avec la partie de fixation et frotte contre cette dernière change de façon aléatoire. Par conséquent, une zone décollée du film s’agrandit lorsque la température monte et descend de façon répétée, ce qui aboutit à la détérioration des performances de détection de l’hydrogène. Un autre problème est qu’une variation de qualité entre les produits augmente. Un objet de la présente invention est de fournir un élément de mesure de concentration en hydrogène et un dispositif de mesure de concentration en hydrogène avec lesquels la détérioration des performances de détection de l’hydrogène peut être empêchée. MOYENS POUR RÉSOUDRE LE PROBLÈME Selon un aspect de la présente invention, il est fourni un élément de mesure de concentration en hydrogène comprenant : une partie de détection comprenant un fil métallique dont la valeur de résistance électrique varie en fonction de l’absorption d’hydrogène et une couche de revêtement protecteur ayant une perméabilité à l’hydrogène et recouvrant le fil métallique ; et une partie de fixation en forme de pilier qui s’étend dans une direction longitudinale, à deux endroits de laquelle dans la direction longitudinale des parties terminales de connexion à une partie externe sont attachées, et autour de laquelle la partie de détection est enroulée entre les deux parties terminales, caractérisé en ce que : la partie de fixation présente une face latérale ayant une partie de rainure où la partie de détection est logée ; dans la partie de rainure, une pluralité de supports faisant saillie dans la partie de rainure pour supporter la partie de détection sont formés ; et entre la pluralité de supports, la partie de détection est disposée linéairement sans être en contact avec une surface de la partie de rainure. La est un schéma de principe illustrant la configuration d’un dispositif de mesure de concentration en hydrogène selon un mode de réalisation. La est une vue en perspective illustrant la configuration d’un élément de mesure de concentration en hydrogène du dispositif de mesure de concentration en hydrogène selon le mode de réalisation. La est une vue en coupe illustrant la configuration de l’élément de mesure de concentration en hydrogène du dispositif de mesure de concentration en hydrogène selon le mode de réalisation, vu dans la direction de la flèche A-A sur la . La est une vue en coupe illustrant la configuration de l’élément de mesure de concentration en hydrogène du dispositif de mesure de concentration en hydrogène selon le mode de réalisation, vu dans la direction de la flèche B-B sur la . La est une vue longitudinale en coupe illustrant la configuration d’une partie de détection dans l’élément de mesure de concentration en hydrogène du dispositif de mesure de concentration en hydrogène selon le mode de réalisation. La est une vue en coupe illustrant la configuration de la partie de détection dans l’élément de mesure de concentration en hydrogène du dispositif de mesure de concentration en hydrogène selon le mode de réalisation. La est une vue conceptuelle en perspective pour expliquer une relation entre une partie de rainure et la partie de détection dans l’élément de mesure de concentration en hydrogène du dispositif de mesure de concentration en hydrogène selon le mode de réalisation. La est une vue conceptuelle en perspective pour expliquer une relation entre une partie de rainure et une partie de détection dans un exemple de modification de l’élément de mesure de concentration en hydrogène du dispositif de mesure de concentration en hydrogène selon le mode de réalisation. Élément de mesure de concentration en hydrogène (100, 100a) comprenant : une partie de détection (110) comprenant un fil métallique (111) dont la valeur de résistance électrique varie en fonction de l’absorption d’hydrogène et une couche de revêtement protecteur (112) ayant une perméabilité à l’hydrogène et recouvrant le fil métallique (111) ; et une partie de fixation (120) en forme de pilier qui s’étend dans une direction longitudinale, à deux endroits de laquelle dans la direction longitudinale des parties terminales (131, 132) de connexion à une partie externe sont attachées, et autour de laquelle la partie de détection (110) est enroulée entre les deux parties terminales (131, 132), caractérisé en ce que : la partie de fixation (120) présente des faces latérales (120a, 120b) ayant une partie de rainure (121) où la partie de détection (110) est logée ; dans la partie de rainure (121), une pluralité de supports (121b) faisant saillie dans la partie de rainure (121) pour supporter la partie de détection (110) sont formés ; et entre la pluralité de supports (121b), la partie de détection (110) est disposée linéairement sans être en contact avec une surface de la partie de rainure (121). Élément de mesure de concentration en hydrogène (100, 100a) selon la revendication 1, dans lequel la partie de fixation (120) présente une forme prismatique comportant au moins trois faces latérales (120a, 120b) dont chacune présente la partie de rainure (121). Élément de mesure de concentration en hydrogène (100, 100a) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel : la partie de rainure (121) présente une pluralité de rainures unitaires (122) dont les extrémités se connectent les unes aux autres ; la pluralité de rainures unitaires (122) sont chacune formées linéairement ; et les supports (121b) sont formés à des endroits où les extrémités des rainures unitaires (122) se connectent les unes aux autres. Élément de mesure de concentration en hydrogène (100, 100a) selon l’une quelconques des revendications 1 à 3, dans lequel la couche de revêtement protecteur (112) est faite d’une substance inorganique. Élément de mesure de concentration en hydrogène (100, 100a) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la couche de revêtement protecteur (112) est déposée sur le fil métallique (111) par dépôt chimique en phase vapeur. Dispositif de mesure de concentration en hydrogène comprenant : l’élément de mesure de concentration en hydrogène (100, 100a) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 ; et une unité de traitement d’informations (33) qui calcule une concentration en hydrogène à partir d’une valeur de résistance électrique du fil métallique (111) de l’élément de mesure de concentration en hydrogène (100, 100a). Dispositif de mesure de concentration en hydrogène (10) selon la revendication 6, dans lequel une cible de mesure est une atmosphère dans une cuve de confinement de réacteur nucléaire (1).