FR2619210A1 - Capteur de temperature de surface - Google Patents

Abstract

Capteur de température de surface comprenant un élément de contact 24 et une partie de limitation de position 27 pour guider l'élément de contact. Ce dernier est en matière élastique et sensiblement en forme de C ou de OMEGA. L'élément de contact comprend une surface de contact 24a, une première partie déformable 24b s'étendant à partir des extrémités respectives de la surface de contact, une deuxième partie déformable 24cs'étendant vers l'intérieur à partir des extrémités respectives des premières parties déformables parallèlement à la surface de contact, et une partie de maintien 24d formée aux extrémités libres respectives des deuxièmes parties déformables et supportée de façon pivotante autour d'un axe ou pivot respectif 26. Les extrémités de la partie de limitation de position sont situées au voisinage des points respectifs de raccordement de la première partie déformable et de la deuxième partie déformable.

Description

2619Z10

La présente invention se rapporte à un perfec-

tionnement d'un capteur de température de surface du type à contact, prévu pour être appliqué en contact avec une

surface d'un corps solide afin de mesurer sa température.

Elle vise, plus particulièrement,un capteur de température de surface qui permet de minimiser l'erreur de mesure

même lorsque la posture du capteur par rapport à la sur-

face d'un solide dont on veut mesurer la température va-

rie jusqu'à une position oblique, c'est-à-dire même lors-

que l'angle défini entre une surface de l'objet solide et le capteur en contact avec la même surface varie jusqu'à

une valeur inférieure à 90 , ledit capteur ayant une gran-

de durée de vie utile.

De façon connue, un capteur de température de

surface du type à contact utilisant un thermocouple com-

porte un élément de contact élastique en forme de ceinture mince. Lorsque cet élément de contact est constitué d'une plaque de thermocouple du type à ressort ou d'une plaque élastique mince comportant un thermo-élément, tel qu'un thermocouple ou une thermistance, supporté sur sa partie

centrale, l'élément de contact est fixé à ses deux extré-

mités à la partie d'extrémité libre d'un élément support

de sorte que l'élément de contact se projette en demi-

cercle en vue de côté, de manière à définir une partie de

mesure de température pour le capteur.

Lorsqu'on utilise ce capteur de température de surface, on place la partie intermédiaire de l'élément de contact semi-circulaire en contact avec la surface d'un solide dont on veut mesurer la température, puis on presse légèrement cette partie intermédiaire contre la

surface de manière à aplatir légèrement la partie semi-

circulaire de l'élément de contact afin d'appliquer étroi-

tement une région (surface de contact) de l'élément de contact contre la surface concernée du solide. Cet élément

de contact est conçu de manière à pouvoir entrer en con-

tact fiable avec une surface considérée, de manière à minimiser la quantité de chaleur qui est transférée entre

l'élément de contact et la surface considérée lorsque l'é-

lément de contact est appliqué contre cette surface, et de manière à minimiser ainsi la chute de température à l'endroit de ladite surface au moment de l'application du capteur. La construction de ce capteur de température de surface est déterminée en considérant particulièrement

un corps solide de petite capacité thermique.

On emploie un procédé de fabrication d'un élé-

ment de contact très mince,afin de réduire sa capacité thermique, comme disposition pour permettre de presser l'élément de contact contre la surface de telle sorte que

l'élément de contact peut être en contact thermique suf-

fisant avec la surface tout en minimisant le transfert de chaleur entre l'élément de contact et la surface dont on veut mesurer la température. Toutefois, lorsqu'on réduit à un tel point l'épaisseur de l'élément de contact, sa force de pression pour l'application à une surface diminue de sorte que l'élément de contact ne suit plus exactement

la surface de l'objet.

Afin que l'élément de contact puisse s'appliquer

de façon sûre à la surface d'un solide, on augmente l'é-

paisseur de l'élément de contact pour accroître sa force

de pression. Toutefois, si on augmente l'épaisseur de l'é-

lément de contact, sa capacité thermique croit. Par consé-

quent, lorsqu'on veut mesurer la génération de chaleur dans un corps solide ayant une petite capacité thermique et une faible résistance à la pression, par exemple un dispositif semi-conducteur, un tel élément de contact ne convient pas. Un capteur de température de surface, dans lequel un élément de contact est supporté sur un ressort auxiliaire métallique en vue d'éviter ces inconvénients,

est proposé par exemple dans la publication de brevet ja-

ponais n 46-25 795.

Ce capteur de température de surface comporte"un élément de thermocouple relié à un thérmocouple élastique à bande mince ou à un fil de thermocouple mince de manière à s'étendre suivant une configuration prédéterminée, et un élément élastique auxiliaire métallique pour lr'élément de thermocouple, et il est formé de sorte que, lorsqu'on mesure la température d'une surface déterminée, l'élément

de thermocouple en contact avec cette surface est suppor-

té sur l'élément élastique métallique dans la même région

de température de l'élément de thermocouple et de l'rélé-

ment élastique".

Le capteur de température construit comme décrit

ci-dessus comprend un thermo-élément, composé d'un thermo-

couple, et des moyens élastiques supportant le thermo-

élément, et la partie du capteur servant à la mesure de

température est de construction compliquée et a une capaci-

té thermique relativement grande.

Le thermocouple et les moyens élastiques qui le supportent sont fixés à un support. Il est nécessaire que la partie du thermo-élément sensible à la chaleur soit

en contact de pression avec une surface concernée, exac-

tement (étroitement) dans toutes les opérations de mesure de température. Par conséquent, il faut amener la partie sensible à la chaleur doucement en contact.avec une

surface concernée. Cela limite l'utilisation du capteur.

Plus particulièrement, il est difficile de mesurer instan-

tanément la température, par exemple, d'un corps solide en mouvement avec lequel on ne peut pas facilement mettre

en contact la partie du capteur sensible à la chaleur.

Si les parties d'extrémité d'un élément de con-

tact sont fixés à un support faisant partie du capteur de température, il se produit une fatigue du métal à l'endroit des extrémités fixées de l'élément de contact, de sorte que ce dernier se plie ou se casse. On peut donc dire qu'un tel capteur de température présente un inconvénient en ce

qui concerne également sa résistance mécanique.

Les parties d'extrémité de l'élément de contact,

qui sont fixées au support ou au corps du capteur de tem-

pérature, entraînent d'autres inconvénients. Plus préci-

sément, puisque les ancrages de l'élément de contact sont fixes, l'élément de contact est nécessairement déformé en configuration de porte- à-faux. Il en résulte que le degré de liberté de déformation de la partie élastique

diminue et que la surface de contact de l'élément de con-

tact ne peut pas s'appliquer exactement et facilement

contre la surface d'un objet solide.

Par conséquent, lorsqu'on place par exemple le capteur de température en contact avec un objet solide

en mouvement, afin de mesurer momentanément la tempéra-

ture de sa surface, leur contact mutuel n'est pas excel-

lent et la température détectée est erronée.

Plus précisément, lorsque l'élément de contact

est appliqué contre la surface d'un objet solide, la dé-

formation de la surface de contact de l'élément de contact

ne progresse pas, par exemple, d'une configuration semi-

circulaire à une configuration arquée allongée, c'est-

à-dire que la largeur ou l'étendue de la surface de con-

tact n'augmente pas progressivement mais, lorsque la dé-

formation de l'élément de contact atteint une certaine gran-

deur, une partie de sa surface de contact s'écarte de l'ob-

jet solide. Par suite, cette partie de l'élément de con-

tact, sur laquelle se trouve un élément de mesure de tem-

pérature qui est important pour la mesure de la températu-

re d'une surface de l'objet, ou une jonction chaude,

n'est pas en contact étroit avec l'objet solide.

Ces inconvénients sont expliqués ci-après avec référence à des illustrations. Comme représenté sur la figure 10(a), les deux extrémités la et lb d'un élément de contact 1, qui est constitué d'une plaque mince d'un thermocouple avec une jonction chaude c (ou une partie sensible à la chaleur) prévue sur la région centrale de

la plaque mince, ou d'une plaque mince à élément sensi-

ble à la chaleur tel qu'une thermistance prévue sur sa région centrale, ou d'un thermocouple du type à fil mince, sont fixées à un corps 2 (ou un élément support) d'un capteur de température de sorte que l'élément de contact 1 est fléchi sensiblement en une configuration semi-circulaire. On décrit maintenant la mesure de la température d'un objet solide 3 au moyen de cet élément

de contact 1 appliqué sur cet objet.

Lorsque la partie centrale de l'élément de contact semi-circulaire 1, fixé à ses deux extrémités au corps de capteur 2, comme représenté sur la figure 10 (a), est appliquée légèrement contre l'6bjet solide 3,

la jonction chaude c et le centre d'une surface de con-

tact 4 représentée sur la figure 10(b) concordent.

Un segment Q sur la surface de contact 4 repré-

sente une région de concentration de contrainte apparais-

sant lorsque l'élément de contact 1 touche l'objet solide 3. Il en résulte que, lorsque l'élément de contact 1 se déformé légèrement, la jonction chaude c se trouve sur la

surface de contact 4 de sorte que la zone de contact pré-

sente une superficie insuffisante et qu'on ne peut donc

pas effectuer une mesure de température précise.

Lorsqu'on déplace ensuite le corps de capteur 2 vers l'objet solide 3 dans la direction d'une flèche D représentée sur la figure 11(a), la largeur de la surface de contact 4 augmente progressivement, comme représenté sur la figure 11(b). A ce stade, la jonction chaude c se

trouve encore sur la partie centrale de la surface de con-

tact 4 et l'étendue de la surface de contact est suffisam-

ment grande de sorte que la température de l'objet solide

peut être mesurée avec précision.

On explique maintenant la variation (augmenta-

tion) de l'étendue de la surface de contact 4. Lorsqu'on presse l'élément de contact 1 vers la surface de l'objet solide 3 dans la direction de la flèche D pour l'amener en contact avec cette surface, une force indiquée par une flèche E et dirigée du point de fixation lb vers une région de concentration de contrainte Qb sur l'objet 3 est engendrée. La force représentée par cette flèche E est divisée en composantes agissant dans deux directions, à savoir une composante suivant la flèche D, par laquelle l'élément de contact 1 est pressé vers l'objet solide 3,

et une composante suivant une flèche F par laquelle l'é-

lément de contact 1 est comprimé vers sa partie centrale.

On considère maintenant la question de savoir si la composante agissant dans la direction de la flèche F sert à appliquer de façon sûre l'élément de contact 1

contre la surface de l'objet solide 3. Lorsqu'on rappro-

che le corps de capteur 2 de l'objet 3 de manière à dé-

former l'élément de contact 1 comme représenté sur la fi-

gure 12(a), la composante suivant la flèche F agit vers la partie centrale de l'élément de contact 1, de sorte que la partie centrale s'écarte de l'objet solide 3. Il en résulte que la jonction chaude c s'éloigne d'une distance

de la surface de l'objet 3. Les détails d'un tel mou-

vement de la partie centrale, située dans un cercle R sur la figure 12(a), sont représentés dans une vue de face à plus grande échelle de la même partie, sur la figure 12(c). Lorsque l'élément de contact est dans cet état, la surface de contact 4 est divisée en régions de surface

de contact 4a et 4b, comme représenté sur la figure 12(b).

L'éloignement vers le haut, décrit ci-dessus, de la jonc-

tion chaude c par rapport à la surface de l'objet 3 en-

gendre une erreur de température détectée et il est néces-

saire d'empêcher ce phénomène.

Si l'élément de contact 1 est appliqué de façon momentanée contre la surface de l'objet 3 comme représenté sur la figure 12(a), la jonction chaude c n'est pas chauffée directement par l'objet 3. Il est donc évident

que l'erreur de température détectée devient grande.

On a décrit ci-dessus le cas o l'éIément de contact 1 est appliqué dans une posture normale (dans laquelle on applique le corps de capteur 2 à la surface de l'objet solide 3 de sorte que la direction suivant laquelle une force de pression est exercée sur le corps de capteur est perpendiculaire à la surface de l'objet

3) par rapport à la surface de l'objet 3. Lorsqu'on ap-

plique le corps de capteur 2 à la surface de l'objet

solide 3 de sorte que la direction d'une force de pres-

sion exercée sur l'objet est oblique par rapport à celui-

ci, on rencontre d'autres inconvénients.

Les figures 13(a),13(b),14(a),14(b),15(a) et

(b) illustrent ce cas. Les figures 13(a) et 13(b) cor-

respondent aux figures 11(a) et 11(b) et montrent que la jonction chaude c (ou la partie sensible à la chaleur)

se trouve dans la région centrale de la surface de con-

tact 4 et qu'il n'y a sensiblement pas d'erreur de la

température détectée.

Lorsque l'objet solide 3 s'incline par rapport

au corps 2 du capteur de température, ou lorsqu'on appli-

que le corps de capteur 2 de façon oblique contre l'objet

3, comme représenté sur la figure 14(a), la partie sensi-

ble à la chaleur c s'éloigne progressivement d'un axe central S. Par suite, la jonction chaude c se déplace

vers un angle de la surface de contact 4, comme représen-

té sur la figure 14(b). Dans ce cas, la jonction chaude c quitte presque la surface de contact 4 et un écart se produit entre un centre c' de mesure de température et

la jonction chaude c.

Les figures 14(a) et 14(b) illustrent un exemple de la posture de l'élément de contact 1 qu'on rencontre souvent lorsqu'on mesure par exemple la température d'un objet en mouvement au moyen d'un capteur de température du type à contact. Dans ce cas, le centre c' de mesure de température s'écarte de la jonction chaude c, de sorte qu'on détecte une température inférieure à la température réelle. Il se produit donc dans ce cas une erreur dans

une opération de mesure de température.

Les figures 15(a) et 15(b) illustrent l'état du corps de capteur 2 fortement incliné par rapport à l'objet solide 3, la jonction chaude c ayant quitté ou étant sur le point de quitter la surface de contact 4. Dans cette situation, on peut difficilement s'attendre à une transmission exacte de la chaleur de l'objet à la jonction chaude c, de sorte qu'il se produit une erreur importante

de la température détectée.

Lorsque le corps de capteur 2 estfortement incliné par rapport à l'objet 3 comme représenté sur la figure (a), une région latérale de l'élément de contact 1 est

courbée, comme représenté par lm, avec un rayon de cour-

bure relativement grand, tandis que son autre région laté-

rale est courbée avec un petit rayon de courbure, comme représenté en ln. Lorsque l'élément de contact 1 est plié de cette manière avec un petit rayon de courbure ln, la partie fixe lb se plie fortement et une contrainte élevée

se produit à cet endroit, de sorte qu'une déformation per-

manente est engendrée dans l'élément de contact 1. Il en résulte une augmentation de l'erreur de la température

détectée et l'élément de contact 1 se casse finalement.

En outre, puisque la jonction chaude c est déplacée vers une région d'extrémité de la surface de contact 4, il devient difficile de mesurer avec précision la température

de la surface de l'objet.

La présente invention a été établie en vue d'é-

viter les inconvénients du capteur de température de type à contact usuel décrit ci-dessus. Un premier objet de la

présente invention est de procurer un capteur de tempéra-

ture comportant un élément de contact dontla surface de contact peut être exactement appliquée à la surface d'un

objet solide.

Dans un capteur de température usuel, la surface de contact de son élément de contact quitte un objet soli- de et la partie centrale de l'élément de contact flotte au-dessus de l'objet lorsqu'on presse le corps de capteur contre l'objet dans certaines conditions, mais la présente

invention permet d'éviter un tel inconvénient.

Un deuxième objet de la présente invention est

de fournir un capteur de température comportant un élé-

ment de contact qui ne se casse pas facilement au voisinage des parties de l'élément de contact fixées à un élément

support ou à un corps de capteur.

Dans un capteur de température usuel, une force de déformation très élevée est appliquée aux deux parties d'extrémité d'un élément de contact, qui sont fixées au

corps de capteur. Par conséquent, une déformation perma-

nente se produit dans ces 'parties d'extrémité, ou bien

elles se plient ou se cassent. La présente invention per-

met également d'éviter ces inconvénients.

Un troisième objet de la présente invention est de procurer un capteur de température oui a un degré plus grand de liberté de déformation élastique d'un élément de contact, qui peut venir parfaitement en contact avec un

objet solide, qui permet d'éviter sensiblement la concen-

tration locale de contrainte dans l'élément de contact,

et qui a une grande durée de vie utile.

Dans un capteur de température usuel, les deux extrémités d'un élément de contact sont fixées rigidement au corps de capteur, de sorte qu'une erreur de mesure se produit lorsque l'élément de contact prend une certaine

posture lors de son contact avec un objet solide ou lors-

qu'on applique la surface de contact contre l'objet dans

certaines conditions. La présente invention évite égale-

1 0

ment ces inconvénients.

Un quatrième objet de la présente invention est de procurer un capteur de température comportant un

élément de contact qui n'est pas déformé de façon perma-

nente même lorsqu'il est soumis à un choc et qui possède

une grande durée de vie utile.

Le capteur de température conforme à la pré-

sente invention, par laquelle ces objectifs peuvent être atteints, comprend un élément de contact sensiblement en forme de C ou de S., comportant une surface de contact, des premières parties déformables en continuité des deux extrémités de la surface de contact et pliées en forme de L, des deuxièmes parties déformables en continuité des extrémités des premières parties déformables et pliées

vers des positions situées au-dessus de la région cen-

trale de la partie qui porte la surface de contact, et des

oreilles de contact composées de parties de blocage et for-

mées aux extrémités des deuxièmes parties déformables, les parties de blocage de l'élément de contact étant engagées

de façon mobile et supportées sur des éléments de main-

tien. L'élément de contact constituant le capteur de

température conforme à la présente invention est caracté-

risé en ce qu'il a une configuration sensiblement en forme de C ou de -CL et en ce qu'il est supporté sur le corps de capteur par des axes engagés du côté extérieur des deux parties de maintien d'extrémité de l'élément de contact,

de sorte que l'élément de contact peut être déplacé de fa-

çon pivotante (lrélément de contact n'étant pas dans un

état fixe et pouvant bouger librement).

L'élément de contact est un élément prévu pour être appliqué directement contre un objet solide et sa configuration est principalement celle d'une plaque mince et, dans certains cas, d'un fil métallique, l'élément de

contact étant en une matière élastique.

Cette matière élastique présente une surface de contact, des premières parties déformables pliées

sensiblement en forme de L, de J ou de C aux deux extré-

mités de la surface de contact, des deuxièmes parties déformables en prolongement des premières parties défor- mables vers le côté intérieur ou le milieu de la larqeur

de la surface de contact; et des parties de maintien for-

mées aux extrémités des deuxièmes parties déformables, une jonction chaude ou une réqion sensible à la chaleur

étant prévue dans la partie centrale de la surface de con-

tact. On constitue cet élément de contact au moyen d'une plaque d'une matière de thermocouple, d'une plaque d'une matière élastique, d'une plaque en acier inoxydable de dureté augmentée, ou d'une plaque de titane. La région sensible à la chaleur ou une jonction chaude formée dans la partie centrale de la surface de contact constitue une plaque sur laquelle on peut monter une jonction chaude d'un thermocouple, une thermistance ou une résistance en

platine de type à film.

Dans le capteur de température conforme à la présente invention, il est important que les moyens de maintien de l'élément de contact sur le corps de capteur

ne consistent pas en moyens fixes mais en moyens mobiles.

Pour rendre mobile cet élement de contact, on utilise des axes implantés dans le corps de capteur, ou des parties de blocage de l'élément de contact qui agissent de façon similaire à des axes implantés dans le corps de capteur et formés sur celui-ci et qui s'engagent avec des parties de maintien prévues aux deux extrémités de l'élément de contact, de manière à courber l'élément de contact dans

son ensemble.

D'autres objets et avantages de l'invention

apparaîtront aux hommes de l'art à la lumière de la des-

cription de ses formes préférées de réalisation, non limi-

tatives, représentées sur les dessins annexés dans les-

quels Fig. 1 est une vue en perspective d'une partie

principale d'un mode de réalisation du capteur de tempé-

rature de surface conforme à la présente invention;

Fig. 2(a) est une vue en perspective d'un élé-

ment d'un corps de capteur qui est raccordé à un cylindre;

Fig. 2(b) est une vue en perspective d'un élé-

ment de contact placé dans le corps de capteur; Fig. 3(a) est une vue de face illustrant un fonctionnement de l'élément de contact constituant le capteur de température de surface conforme à la présente invention;

Fig. 3(b) illustre l'état d'une surface de con-

tact de l'élément de contact de la figure 3(a); Fig. 4(a),4(b),5(a) et 5(b) sont des vues de

face de l'élément de contact pressé de différentes maniè-

res et des vues en plan illustrant l'état de la surface de contact en correspondance, l'élément de contact étant dans les deux cas pressé contre un objet solide de sorte

que la direction de la force de pression appliquée à l'é-

lément de contact est perpendiculaire à la surface de l'ob-

jet; Fig. 6(a),6(b),7(a),7(b),8(a) et 8(b) sont des vues de face du capteur de température de surface conforme à la présente invention, pressé contre un objet solide de sorte que la direction de la force de pression appliquée au capteur est oblique par rapport à la surface de l'objet, et des vues en plan illustrant l'état de la surface de contact en correspondance,

Fig. 9(a) est une vue en perspective d'un deuxiè-

me mode de réalisation du capteur de température de surfa-

ce conforme à la présente invention;

Fig. 9(b) est une vue de face du mode de réali-

sation de la figure 8(a), dans un état supporté; Fig. 10(a),10(b),11(a}, 11(b),12(a) et 12(b) sont des vues de face d'un capteur de température de surface usuel du type à deux extrémités fixes, et des vues en plan illustrant l'état de sa surface de contact dans diverses conditions de pression contre l'objet; Fig. 12(c) est une vue agrandie de la partie entourée par un cercle R sur la figure 12(a); et Fig. 13(a),13(b),14(a), 14(b),151a) et 15(b) sont des vues qui illustrent des situations dans lesquelles

un capteur de température de surface usuel du type à ex-

trémités fixes subit des déformations lorsqu'on l'applique obliquement contre une surface de contact d'un objet pour une mesure de température, la figure 13(a) étant une vue

de face du capteur appliqué perpendiculairement à la sur-

face de contact de l'objet, la figure 13(b) étant une vue de la surface de contact dans le cas de l'application du capteur illustré sur la figure 13(a), la figure 14(a) étant une vue de face du capteur appliqué obliquement contre la surface de l'objet, la figure 14(b) étant une

vue de la surface de contact dans le cas de l'applica-

tion du capteur illustré sur la figure 14(a), la figure (a) étant une vue de face du capteur appliqué dans une position très inclinée contre la surface de l'objet, et la figure 15(b) étant une vue de la surface de contact lors de l'application du capteur illustré sur la figure (a) et montrant que le centre de la surface de contact

est fortement déplacé dans ce cas par rapport à la situa-

tion représentée sur la figure 13(a).

On décrit maintenant la présente invention en relation avec les modes préférés de réalisation, avec

référence aux dessins.

* La figure 1 est une vue en perspective d'une partie principale du capteur de température conforme à la présente invention. Un cylindre 21 part d'une extrémité avant d'une poignée 20 et un corps de capteur 22 en deux parties est fixé à l'extrémité avant du cylindre 21. Un

élément de contact 24 en forme de -r- ou de C est suppor-

té dans un espace défini par des parties de guidage 23,

23 à section transversale semi-circulaire formées à l'ex-

trémité avant du corps de capteur 22. Le corps de capteur 22 est une pièce moulée en résine synthétique, métal ou céramique. Comme représenté

sur la figure 2(a), chaque pièce du corps de capteur com-

prend une partie de tige semi-cylindrique 25, des parties 26,26 de maintien d'élément de contact qui s'étendent de part et d'autre de la partie de tige 25 vers l'avant et

vers le centre du corps de capteur, et une partie 27 de li-

mitation de position, une partie épaulée 28 étant prévue

de manière à s'étendre à partir d'un espace situé a l'a-

vant des parties de maintien 26,26 jusqu'à un espace situé sur les côtés extérieurs de la partie 27 de limitation de

position. La partie épaulée 28 limite la plage de mouve-

ment de l'élément de contact 24.

La figure 2(b) représente le corps de capteur

22 dans lequel est tenu l'élément de contact 24. Cet élé-

ment de contact 24 comprehd une surface de contact 24a,

des premières parties déformables 24b,des deuxièmes par-

ties déformables 24c et des parties de maintien 24d, et une jonction chaude ou une région sensible à la chaleur,

constituée d'une thermistance, est fixée à la région cen-

trale de la surface de contact 24a. Le repère 30 désigne

des conducteurs ou des fils de compensation.

L'élément de contact 24 présente la forme de la lettre "C" ou "XI" comme déjà indiqué, et les angles de la partie 27 de limitation de position sont placés

sur les surfaces intérieures des premières parties défor-

mables 24b,24b de façon à empêcher un déplacement laté- ral de la surface de contact 24a. Les parties de maintien 26,26 en forme

de corne sont en contact avec les surfaces extérieures des parties de maintien 24d,24d en forme de L, de sorte que l'élément de contact 24 est supporté par

ces parties en contact élastique avec lui.

En conséquence, les éléments principaux du mé-

canisme de maintien pour l'élément de contact 24 sont les parties de maintien ou axes 26,26,et la partie 27 de

limitation de position en contact avec les surfaces in-

térieures des premières parties déformables 24b,24b sert d'élément auxiliaire pour empêcher le déplacement latéral

de la surface de contact 24a. Au total, l'élément de con-

tact 24 est supporté en quatre points sur les parties de

maintien 26,26 et les angles de la partie 27 de limita-

tion de position.

Les figures 3(a) et 3(b) illustrent l'état de l'élément de contact 24 suivant la présente invention, dans lequel l'élément de contact 24 est supporté sur les

parties de maintien 26,26 du type à axe ou pivot, la sur-

face de contact 24a étant légèrement appliquée contre

l'objet solide 3 (l'illustration de la partie 27 de limi-

tation de position, qui supporte auxiliairement l'élément de contact 24, étant supprimée). Une comparaison entre l'élément de contact des figures 3(a) et 3(b) et l'élément de contact usuel des figures 10(a) et 10(b) montre que la jonction chaude c de chaque élément est située dans la région centrale de la surface de contact 4. Il en résulte

que le capteur de température usuel et le capteur de tempé-

rature conforme à la présente invention peuvent détecter

une température, avec une même précision.

La figure 4(a) représente la situation dans la-

quelle le corps de capteur 22 est plus proche de l'objet

solide 3. Lorsqu'on applique une force de pression, repré-

sentée par une flèche G, aux parties de maintien 24d, 24d, par l'intermédiaire des parties de maintien 26,26 formant pivot, une force représentée par une flèche H dirigée vers une partie Qb de concentration de contrainte sur la surface de contact 4 représentée sur la figure 4(b) est engendrée. La force dirigée suivant cette flèche H est composée d'une force dirigée suivant une flèche

I, par laquelle l'élément de contact 24 est pressé con-

tre la surface de l'objet solide 3, et de deux compo-

santes représentées par des flèches J et J dirigées dans des directions opposées et constituant la force de traction dirigée du centre de l'élément de contact 24

vers ses côtés extérieurs.

Ces composantes J et J dirigées dans des direc-

tions opposées constituent la force de traction appli-

quée à la surface de contact 24a. Du fait des composan-

tes J et J, la surface de contact 24a agit pour tirer

l'élément de contact 24 de sa partie centrale, sur la-

quelle se trouve la jonction chaude c, vers ses deux

parties d'angle.

Par suite, les composantes J et J dirigées vers les deux parties d'angle de la surface de contact 24a agissent pour aplatir davantage cette surface, de sorte que la surface de contact 4 comportant la jonction chaude c s'applique sous une pression plus élevée contre

la surface de l'objet 3.

Les figures 4(a) et 4(b) illustrent la pré-

sente invention, en correspondance des figures 11(a) et

11(b). Dans l'élément de contact usuel 1, la contrain-

te de compression due aux deux composantes de force di-

rigées des deux extrémités de sa surface de contact vers sa région centrale agit sur la même surface de contact

tandis qcue, dans l'élément de contact 24 suivant la pré-

sente invention, la contrainte de traction due aux deux composantes de force J et J dirigées dans les directions

opposées agit sur sa surface de contact. Il faut appor-

ter une attention particulière à cette grande différence.

Les figures 5(a) et 5(b) représentent l'élément de contact 24 auquel on applique une plus grande force de pression. Malgré la déformation importante de l'élément de contact 24, la surface de contact 24a est totalement

en contact avec l'objet 3.

Une comparaison entre l'état de déformation de l'élément de contact des figures 5(a) et 5(b) et celui de l'élément de contact usuel 1-des figures 12(a) et 12(b) montre que, dans l'.élément de-contact usuel 1, deux composantes de force agissent sur celui-ci, à partir de ses deux côtés et vers sa région centrale, de sorte

qu 'il se produit une contrainte de compression, résul-

tant de ces composantes, qui soulève la région centrale de la surface de contact. Par conséquent, la surface de

contact 4 est divisée en deux parties 4a et 4b. Par con-

tre, dans la présente invention, l'étendue de la surface de contact 4 augmente régulièrement et la jonction chaude c est située dans la région centrale de la surface de contact. Lorsque le capteur de température usuel est dans l'état représenté sur les figures 12(a) et 12(b), la température d'un objet solide ne peut plus être mesurée avec précision. Par contre, avec le capteur de température conforme à la présente invention, l'étendue de la surface de contact varie exactement en fonction de la variation de la force de pression appliquée à l'élément de contact, c'est-à-dire indépendamment de la grandeur de la force de pression, et la séparation de la surface de contact en

deux parties, qui se produit avec le capteur de températu-

re usuel, ne se produit pas avec le présent élément de contact. Par conséquent, on peut détecter avec précision

la température d'un objet solide.

On décrit maintenant un cas o le capteur de température est en contactavec l'objet solide de sorte que la direction d'une force de pression appliquée au capteur est fortement inclinée par rapport à une surface de l'objet, avec référence aux figures 6(a), 6(b), 7(a),

7(b), 8(a) et 8(b).

Les figures 6(a) et 6(b) correspondent aux

figures 13(a) et 13(b),les figures 7(a) et 7(b) corres-

pondent aux figures 14(a) et 14(b), et les figures 8(a) et 8(b) correspondent aux figures 15(a) et 15(b). Sur ces figures, le capteur de température suivant la pré- sente invention,dans lequel un élément de contact est supporté de façon mobile, et un capteur de température usuel dans lequel un élément de contact est supporté de façon fixe, sont illustrés de sorte qu'on peut apprécier l'état de pression des capteurs, l'état de déformation des éléments de contact, et la relation entre l'étendue de la surface de contact et la position de la jonction chaude.

Dans le capteur de température usuel, la jonc-

tion chaude c se déplace progressivement de la région centrale de la surface de contact 4 à une partie d'angle

de cette surface tandis que, dansle capteur de tempéra-

ture conforme à la présenté invention, la jonction chaude

c est située sur la région centrale de la surface de con-

tact quelle que soit la condition de pression de l'élé-

ment de contact.

Comme représenté sur les figures 7(a) et 8(a), les parties de maintien du type pivot 26,26 pressent les parties de maintien 24d,24d de l'élément de contact 24, du côté extérieur, de manière à supporter l'élément de contact 24. Par conséquent, une force de rotation K se produit dans ces parties de maintien, de sorte que les premières parties déformables 24b, 24b et les deuxièmes

parties déformables 24c,24c ne sont pas anormalement dé-

formées. Plus précisément, ces parties déformables ne sont pas très déformées. Cela peut apparaître clairement si on compare les figures 7(a) et 8(a) aux figures 14(a)

et 15(a).

Comme indiqué plus haut, dans le capteur con-

forme à la présente invention,les parties de maintien ne sont pas fixées mais elles sont supportées sur le corps

de capteur par des parties de maintien de type pivot.

Cela permet à la surface de contact de s'appliquer exac-

tement contre la surface de l'objet solide, quel que soit l'angle de la direction de pression du capteur par

rapport à la surface de l'objet, c'est-à-dire non seule-

ment lorsque la direction-de pression du capteur contre l'objet est perpendiculaire à la surface de celui-ci

mais également lorsque la direction de pression du cap-

teur contre l'objet est inclinée par rapport à la surface de l'objet. Cela a une conséquence importante. Dans le capteur usuel, il faut amener la capteur en contact avec un objet, pendant une opération de mesure de température, en veillant particulièrement à la direction de pression

du capteur alors que, avec le capteur conforme à la pré-

sente invention, il n'est pas nécessaire d'apporter une

telle attention à la direction de pression du capteur.

On décrit maintenant un deuxième mode de réali-

sation de la présente invention, avec référence aux fi-

gures 9(a) et 9(b).

Les figures 9(a) et 9(b) représentent un élément de contact 30 constitué par la combinaison croisée de pièces de contact ayant la configuration illustrée sur la figure 3(a), et une jonction chaude c est formée sur une région de croisement de ces pièces de contact. Les parties 26a,26a correspondent aux parties de maintien 26,26 du type pivot et les parties 26b,26b correspondent à la partie de limitation de position 27 illustrée sur les figures 2(a) et 2(b). Ces parties supportent l'élément de contact 30 en

forme de cage et évitent l'application d'une force de dé-

formation excessive à cet élément de contact.

Conformément à la présente invention, l'élément de contact est sensiblement en forme de "C" ou "JI" ou bien il a une configuration modifiée de ces lettres. Il

comprend une surface de contact, des premières parties dé-

formables s'étendant de chaque côté de cette surface de contact, des deuxièmes parties déformables raccordées aux premières parties déformables, et des parties de maintien prévues aux extrémités des deuxièmes parties déformables et supportées de façon mobile. Les éléments qui supportent ces parties de maintien sont des axes ou des pivots. Les

parties de maintien sont supportées sur les axes de maniè-

re à permettre à l'élément de contact de pivoter autour de ces derniers. Puisque l'élément de contact est également

supporté sur une partie de limitation dé position de maniè-

nière à empêcher son déplacement latéral, on peut bbtenir

les effets suivants.

Les deux parties d'extrémité de l'élément de contact sont supportées de façon pivotante sur les parties

de maintien de type pivot, de sorte qu'une grande déforma-

tion engendrée par la pression de l'élément de contact

contre un objet solide n'entraîne pas d'inconvénient.

Puisque l'élément de contact comporte des premiè-

res et des deuxièmes parties déformables, il peut être

déformé suffisamment dans les directions verticale et dia-

gonale et il ne se produit pas de déformation permanente

locale dans l'élément de contact.

En particulier, lorsque le capteur de températu-

re est appliqué à un objet solide de sorte que la direc-

tion de la force de pression du capteur est inclinée par rapport à la surface de l'objet, on peut rencontrer des difficultés. Conformément à la présente invention, la

surface de contact de l'élément de contact s'applique exac-

tement sur la surface de l'objet et, en outre, le point sensible à la chaleur se trouve dans la région centrale de la partie effectivement en contact de la surface de contact. Par conséquent, il ne se produit pas de retard

de mesure ni d'erreurs de mesure.

Lorsque le capteur de température conforme à la présente invention est appliqué à un objet en mouvement ou dans des conditions d'impact, il est rarement déformé de façon permanente puisque ses parties déformables ont un degré élevé de liberté de mouvement, tandis qu'un capteur usuel de ce type est déformé à l'endroit de sa surface de contact et devient inutilisable dans un tel cas.

Cela assure une durée de vie utile élevée du capteur con-

forme à la présente invention.

Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci.

Claims (6)

Revendications

1. Capteur de température de surface comprenant un corps de capteur en matière élastique, caractérisé en ce que le corps de capteur est sensiblement en forme de "C" ou de "v" a, ledit corps de capteur étant composé d'une surface de contact dans sa partie centrale et de parties de maintien formées de sorte que les extrémités libres des dites parties de maintien sont mutuellement opposées à l'intérieur de la largeur de ladite surface de contact, et en ce que lesdites parties de maintien sont supportées

en contact pivotant sur des éléments supports.

2. Capteur de température de surface suivant la

revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière élas-

tique est sous la forme d'une plaque mince résistant à la chaleur, ladite surface de contact comportant une région

sensible à la chaleur dans sa partie centrale.

3. Capteur de température de surface suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps de capteur, sensiblement en forme de "C" ou de "JI" et en matière élastique, consiste en un élément de contact (24)

composé d'une surface de contact (24a), de premières par-

ties déformables (24b) s'étendant à partir des deux extré-

mités de ladite surface de contact et pliées sensiblement en forme de "'L", de deuxièmes parties déformables (24c) s'étendant à partir des deux extrémités desdites premières parties déformables et pliées vers la région centrale de ladite surface de contact, et de régions de maintien (24d) formées aux extrémités desdites deuxièmes parties déformables, et en ce que lesdites parties de maintien (24d) formées aux extrémités ouvertes dudit élément de contact sont supportées par contact autour d'éléments

supports (26) du tyme pivot.

4. Capteur de température de surface suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces intérieures des dites premières parties déformables (24b) sont supportées sur une partie de limitation de position (27).

5. Capteur de température de surface suivant

la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de cap-

teur est constitué d'éléments de contact (30) en forme de

"C" ou de "i'" combinés de sorte que leurs surfaces de con-

tact (30c) sont reliées enii croix.

6. Capteur de température de surface suivant

l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'é-

lément de contact est une plaque mince en acier inoxydable,

titane ou matière de thermocouple.