FR2846091A1 - Comparateur de flux thermiques comportant un circuit d'activation - Google Patents
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Abstract
Un comparateur de flux thermiques comprend un circuit thermoélectrique d'activation composé d'un ruban métallique (3) partiellement recouvert de plaquettes (4). Le circuit d'activation est disposé parallèlement à un circuit thermoélectrique de détection composé d'un autre ruban métallique (1) et de plaquettes associées (2). Les circuits de détection et d'activation ont des portions respectives de circuits superposées, de façon que chaque plaquette dans ladite portion du circuit de détection soit superposée à une plaquette de ladite portion du circuit d'activation, ou superposée à un intervalle entre deux plaquettes successives de ladite portion du circuit d'activation. Le circuit d'activation est connecté à un générateur de courant électrique (30) et le circuit de détection est connecté à un détecteur de tension électrique (20).
Description
COMPARATEUR DE FLUX THERMIQUES COMPORTANT UN CIRCUIT D'ACTIVATION
La présente invention concerne un comparateur de flux thermiques comportant un circuit d'activation, plus particulièrement adapté pour mesurer 5 des variations de flux thermiques dans diverses applications, telles que la
détection d'écoulement d'un fluide.
Par opposition à des dispositifs de mesure de la température d'un milieu extérieur, des dispositifs de détection thermique connus permettent la détection de flux thermiques sans qu'existe aucune variation de température. 10 Un tel dispositif est appelé comparateur de flux thermiques. La demande de brevet français n01 15310 décrit un tel dispositif qui permet la comparaison de flux thermiques instantanés en provenance de deux milieux extérieurs avec
lesquels les deux faces du dispositif sont respectivement mises en contact.
Un tel comparateur de flux thermiques nécessite néanmoins que des -15 flux thermiques soient échangés entre l'un des milieux extérieurs et le comparateur. Lorsque le ou les milieux extérieurs sont, de façon permanente, rigoureusement à la même température que le comparateur, aucun flux thermique n'est échangé et le comparateur ne fournit aucun signal de détection. De telles conditions sont par exemple réalisées lorsque l'un des 20 milieux extérieurs est un fluide en mouvement par rapport au comparateur, et
que la vitesse du fluide varie sans que la température du fluide soit modifiée.
Le comparateur de la demande de brevet français n001 15310 est alors inopérant pour détecter une variation de la vitesse d'écoulement du milieu fluide. Par ailleurs, des détecteurs thermiques sont aussi connus, qui comprennent un circuit d'activation et permettent de détecter des variations d'un milieu extérieur telles qu'un changement d'une vitesse d'écoulement. La demande de brevet européen 0 446 546 décrit un tel détecteur, mais sa sensibilité est particulièrement faible. De plus, son fonctionnement ne permet 30 pas de détection lorsque le circuit d'activation est alimenté électriquement. Des périodes d'activation et des périodes de mesure doivent alors être alternées, ce -2 qui engendre un mode opératoire compliqué et nécessite des moyens de
commande complexes.
La présente invention a pour but de fournir un comparateur de flux
thermiques très sensible et facile d'utilisation.
L'invention concerne un comparateur de flux thermiques ayant au moins une première face d'entrée sensiblement plane et pouvant échanger des flux thermiques avec un premier milieu extérieur avec lequel ladite première face d'entrée est mise en contact. Le comparateur comprend: - un circuit thermoélectrique de détection ayant une direction 10 longitudinale déterminée située dans un plan sensiblement parallèle à la première face d'entrée, comprenant au moins un premier ruban d'un premier matériau métallique possédant une conductivité thermique déterminée, une conductivité électrique déterminée et un pouvoir thermoélectrique déterminé, ayant au moins deux faces, et étant partiellement recouvert sur l'une de ses 15 faces par de premières plaquettes métalliques disjointes d'un second matériau métallique qui possède une conductivité thermique et une conductivité électrique respectivement supérieures à la conductivité thermique et à la conductivité électrique du premier matériau métallique et qui possède un pouvoir thermoélectrique différent du pouvoir thermoélectrique du premier 20 matériau métallique; - un dispositif de détection d'une tension électrique ayant deux bornes respectivement reliées à deux extrémités longitudinales dudit premier ruban; - un circuit thermoélectrique d'activation, comprenant au moins un 25 second ruban d'un troisième matériau métallique possédant une conductivité thermique déterminée, une conductivité électrique déterminée et un pouvoir thermoélectrique déterminé, ayant au moins deux faces, et étant partiellement recouvert sur l'une de ses faces par de secondes plaquettes métalliques disjointes d'un quatrième matériau métallique qui possède une conductivité 30 thermique et une conductivité électrique respectivement supérieures à la conductivité thermique et à la conductivité électrique du troisième matériau - 3 métallique et qui possède un pouvoir thermoélectrique différent du pouvoir thermoélectrique du troisième matériau métallique; - un générateur de courant électrique ayant deux bornes respectivement reliées à deux extrémités longitudinales dudit second ruban de 5 manière à alimenter ledit second ruban avec un courant électrique d'alimentation continu; - une première couche de matériau isolant disposée entre le circuit thermoélectrique de détection et le circuit thermoélectrique d'activation, le matériau isolant de ladite première couche de matériau isolant possédant une 10 conductivité thermique inférieure aux conductivités thermiques respectives des premier, second, troisième et quatrième matériaux métalliques; et - une seconde couche de matériau isolant disposée entre la première face d'entrée d'une part et le circuit thermoélectrique de détection et
le circuit thermoélectrique d'activation d'autre part.
1 5 Des portions respectives des premier et second rubans sont parallèles et superposées selon une direction perpendiculaire à la première face d'entrée, et sont recouvertes respectivement de premières et secondes plaquettes disposées sensiblement au droit les unes des autres selon ladite direction perpendiculaire, ou disposées de façon à ce que les premières plaquettes de 20 ladite portion du premier ruban soient sensiblement au droit d'intervalles de séparation entre des secondes plaquettes de ladite portion du second ruban
successives selon la direction longitudinale.
Grâce à cette disposition des premières plaquettes par rapport aux secondes plaquettes dans des portions des circuits de détection et d'activation 25 le comparateur de l'invention permet de détecter des variations du milieu extérieur (telles qu'une vitesse d'écoulement) lorsque celui garde une température constante et égale à celle du comparateur. Lorsque le circuit d'activation est alimenté par un courant électrique, chacune des secondes plaquettes présente une extrémité chauffée et une extrémité refroidie par effet 30 thermoélectrique, créant des flux thermiques locaux échangés avec le milieu extérieur. Chacune des premières plaquettes du circuit de détection située au dessus d'une seconde plaquette ainsi activée ou située entre deux secondes - 4
plaquettes successives ainsi activées, détecte alors instantanément d'éventuelles variations de ces flux thermiques locaux, dues à des variations du milieu extérieur, même sans variation sensible de la température de celui-ci.
De plus, la structure du comparateur de flux thermiques permet une excellente sensibilité de détection. Enfin, son utilisation est particulièrement simple, étant donné la
possibilité d'alimentation du circuit d'activation pendant la durée des mesures.
Cette possibilité procure ainsi une bonne stabilité de la détection.
Selon un mode de réalisation, le comparateur comprend en outre des 10 troisièmes plaquettes disposées sur une face de la seconde couche de matériau isolant opposée aux circuits thermoélectriques. Les troisièmes plaquettes sont disposées chacune au droit, selon la direction perpendiculaire, d'une extrémité longitudinale respective des premières plaquettes. Les troisièmes plaquettes créent une dissymétrie entre les deux extrémités 1 5 longitudinales de chaque première plaquette qui permet de détecter des flux thermiques même en l'absence de courant électrique dans le circuit d'activation. Dans un autre mode de réalisation, le comparateur de flux thermiques comprend en outre une seconde face d'entrée, sensiblement plane et parallèle 20 à la première face d'entrée. Le comparateur de flux thermique peut alors
échanger des flux thermiques avec un second milieu extérieur mis en contact avec la seconde face d'entrée. La seconde face d'entrée est disposée d'un côté des circuits de détection et d'activation opposé à la première face d'entrée, et une troisième couche de matériau isolant est disposée entre la 25 seconde face d'entrée et les circuits thermoélectriques.
Une telle configuration du comparateur thermique réduit l'influence des caractéristiques thermiques du dispositif de détection lui-même sur les signaux de détection obtenus. Ces signaux dépendent alors essentiellement des
caractéristiques thermiques des deux milieux extérieurs.
L'invention concerne par ailleurs des procédés de comparaison de flux thermiques utilisant un comparateur de flux thermiques tel que décrit précédemment. -5 Dans un premier exemple, on alimente le circuit thermoélectrique d'activation avec un courant électrique continu constant, et on repère la tension
électrique détectée par le circuit thermoélectrique de détection.
Dans un second exemple, on ajuste la valeur du courant électrique 5 d'alimentation du circuit thermoélectrique d'activation de façon à repérer la valeur dudit courant qui annule la tension électrique détectée par le circuit
thermoélectrique de détection.
D'autres particularités et avantages de la présente invention
apparaîtront dans la description ci-après de deux exemples de réalisation non 10 limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
- la figure 1 est une coupe d'un exemple de comparateur de flux thermiques selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'une partie du comparateur de flux thermiques de la figure 1; - 15 - la figure 3 illustre un exemple d'utilisation d'un comparateur de flux thermiques selon l'invention - la figure 4 est une coupe d'un comparateur de flux thermiques selon un mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 5 est une vue en perspective éclatée du comparateur de flux 20 thermiques de la figure 4; - la figure 6 est une coupe d'un comparateur de flux thermiques selon une
variante du mode de réalisation préféré de l'invention.
Selon la figure 1, le comparateur de flux thermiques comprend un circuit thermoélectrique de détection formé du ruban métallique 1, partiellement 25 recouvert d'une série de plaquettes métalliques 2 disposées selon une direction longitudinale L du ruban 1. Le ruban 1 peut être disposé en méandres juxtaposés dans un même plan. La direction L est alors la direction longitudinale locale du ruban 1. Les plaquettes 2 sont disjointes les unes des autres et réparties d'une façon sensiblement régulière le long du ruban 1. Les 30 plaquettes 2 sont appliquées sur le ruban 1 de façon à avoir avec lui un bon contact électrique et un bon contact thermique au moins au niveau de deux - 6 extrémités longitudinales des plaquettes 2 selon la direction L. Les plaquettes 2
peuvent être rectangulaires dans le plan du ruban 1, ou de toute autre forme.
Le ruban 1 peut être en un alliage résistif connu sous l'appellation de constantan, ou en un autre alliage résistif tel que le chromel. Les plaquettes 2 5 sont constituées d'un matériau métallique tel que le cuivre, l'or, l'argent, le
nickel, l'aluminium, ou un alliage comprenant certains au moins de ces métaux.
Les matériaux du ruban 1 et des plaquettes 2 sont choisis de façon à présenter des pouvoirs thermoélectriques respectifs différents, et de sorte que les plaquettes 2 présentent une conductivité électrique et une conductivité 10 thermique supérieures à celles du ruban 1. Par exemple, le ruban 1 est en
constantan et les plaquettes 2 sont en cuivre.
Un second circuit thermoélectrique constitué d'un ruban métallique 3 et de plaquettes 4 est identique au circuit de détection formé par le ruban 1 et les plaquettes 2. Ce second circuit thermoélectrique est le circuit d'activation. Il est 15 disposé parallèlement au circuit de détection, dans une position décalée par
rapport au circuit de détection selon une direction N perpendiculaire au plan du ruban 1, de sorte que les plaquettes 2 et les plaquettes 4 sont superposées deux à deux selon la direction N. La figure 2 montre, selon une vue en perspective, la superposition des circuits de détection et d'activation pour une 20 configuration en méandres des rubans 1 et 3.
Une couche 5 (figure 1) de matériau isolant est intercalée entre les circuits de détection et d'activation. Une autre couche 6 de matériau isolant recouvre le circuit de détection, d'un côté opposé au circuit d'activation. Les couches 5 et 6 peuvent être en Kapton ou en tissu de fibre d'alumine 25 notamment pour les applications à haute température. L'ensemble de la couche 6, du circuit de détection, de la couche 5 et du circuit d'activation est resserré selon la direction N afin de présenter de bons contacts thermiques selon des plans perpendiculaires à la direction N. La face libre de la couche 6 constitue une face d'entrée El du 30 comparateur de flux thermiques. Elle peut être mise en contact avec un milieu
extérieur 100, pouvant être de nature quelconque, gazeuse, liquide ou solide.
Eventuellement, lorsque le milieu 100 est solide, la face de la couche 6 constituant la face d'entrée El peut être recouverte d'une fine couche métallique, de préférence d'un métal mou, de façon à améliorer le contact thermique entre le milieu extérieur 100 et le comparateur. Par ailleurs, le comparateur est placé sur un support S par sa face opposée à la face d'entrée El. De préférence, la couche 6 possède une conductivité thermique selon
la direction N inférieure à la conductivité thermique de la couche 5 selon la direction N. Ainsi les circuits de détection et d'activation peuvent être considérés comme presque confondus vis-à-vis des flux thermiques échangés 10 entre le comparateur et le milieu 100, au travers de la face d'entrée El.
Selon la figure 3, le ruban 1 est relié par ses deux extrémités à deux bornes respectives d'un détecteur de tension électrique 20, tel que, par exemple, un voltmètre. Le ruban 3 est relié par ses deux extrémités à deux bornes respectives d'un générateur de courant électrique 30, pouvant délivrer 1 5 un courant continu d'intensité I ajustable. Le courant I ainsi délivré circule alors dans le ruban 3. Sur la figure 3, E2 représente la surface de contact entre le
comparateur et le support S (figure 1).
Le circuit thermoélectrique d'activation étant alimenté avec un courant électrique continu non nul par le générateur 20, il crée des flux thermiques 20 locaux autour des extrémités longitudinales des plaquettes 4. Les deux extrémités longitudinales de chaque plaquette 4 sont respectivement chauffée et refroidie par effet Peltier, connu de l'Homme du métier, produit par le courant d'alimentation du circuit d'activation. Ces flux thermiques locaux diffusent selon la direction N au travers de la face d'entrée El et atteignent le milieu extérieur 25 100. Le milieu extérieur 100 influence alors ces flux thermiques locaux selon ses caractéristiques thermiques intrinsèques. En particulier, un milieu extérieur 100 fluide en mouvement, par son renouvellement au contact de la face d'entrée El, favorise les flux thermiques locaux engendrés par le circuit d'activation. On repère alors, au moyen du voltmètre 30, une tension électrique 30 représentative de l'ensemble des flux thermiques locaux et des caractéristiques thermiques du milieu extérieur 100. Lorsque le courant I est maintenu constant, les variations de cette tension révèlent des variations du milieu 100, tel qu'un - 8 changement de sa vitesse d'écoulement, par exemple. Ainsi, le comparateur de flux thermiques de l'invention permet de détecter des changements de caractéristiques thermiques d'un milieu extérieur, même lorsque le milieu extérieur et le comparateur ont des températures rigoureusement égales. Le 5 circuit d'activation, alimenté par le courant I délivré par la source de courant, permet en effet de s'affranchir de la nécessité de flux thermiques spontanés au
travers de la face d'entrée du comparateur.
Pour une disposition relative des plaquettes 2 et 4 telle que représentée sur les figures 1 et 2, les extrémités du ruban 1 connectées au 10 détecteur de tension électrique 20 présentent chacune une polarité électrique identique à celle de l'extrémité du ruban 3 à laquelle elle est superposée selon la direction N. Pour un comparateur de flux thermiques de structure analogue à celle des figures 1 et 2, mais dans lequel les plaquettes 2 sont chacune disposées -15 au droit d'un intervalle de séparation entre deux plaquettes 4 successives, les extrémités superposées des rubans 1 et 3 présentent des polarités électriques opposées lors de l'utilisation de ce détecteur de la façon décrite précédemment. Les figures 4 et 5 représentent un deuxième mode de réalisation d'un 20 comparateur de flux thermiques. Les éléments 1 à 6 décrits précédemment
sont repris de façon identique. En particulier, les plaquettes 2 et 4 sont disposées au droit les unes des autres selon la direction N. Une couche 7 de matériau isolant, identique à la couche 6 est disposée contre le circuit d'activation, d'un côté opposé au circuit de détection. La face libre de la couche 25 7 constitue une seconde face d'entrée E2 du comparateur de flux thermiques.
La face d'entrée E2 est mise en contact avec un second milieu extérieur 200.
Selon ce deuxième mode de réalisation du comparateur, des plaquettes 8 et 10 sont respectivement disposées sur les faces des couches 6 et 7 de matériau isolant tournées vers l'extérieur du comparateur. Chaque 30 plaquette 8 est positionnée de façon centrée par rapport à la première extrémité longitudinale, selon la direction L, d'une plaquette 2 du circuit de détection, elle-même située au droit, selon la direction L, d'une plaquette 4 du -9 circuit d'activation. De même, chaque plaquette 10 est positionnée de façon centrée par rapport à la seconde extrémité longitudinale d'une plaquette 2. Le comparateur comprend autant de plaquettes 8 et de plaquettes 10 que de plaquettes 2 ou 4, si bien qu'il apparaît constitué de cellules thermiques 5 juxtaposées selon la direction L, chaque cellule thermique comprenant une
plaquette 2, une plaquette 4, une plaquette 8 et une plaquette 10 (voir figure 5).
Les plaquettes 8 et 10 sont avantageusement identiques entre elles et peuvent être de différents types, notamment: - les plaquettes 8 et 10 peuvent être des réflecteurs de rayonnement, 10 agissant respectivement pour réfléchir une partie des rayonnements incidents sur les faces d'entrée El et E2, en provenance des milieux extérieurs 100 et 200. Elles sont alors constituées d'un matériau à haute conductivité électrique tel que l'aluminium, l'argent, l'or, le chrome, le cuivre et des alliages comprenant au moins l'un de ces métaux. Dans ce cas, le comparateur permet 1 5 de comparer des flux radiatifs émis par des sources de flux disposées sensiblement en vis-à-vis, entre lesquelles le comparateur est placé; les plaquettes 8 et 10 peuvent être des absorbeurs de rayonnement, agissant respectivement pour absorber une partie des rayonnements incidents sur les faces d'entrée El et E2. Dans ce cas, elles peuvent être constituées 20 d'un matériau à fort pouvoir d'absorption, tel qu'un film noir, une céramique ou un oxyde de chrome, éventuellement combiné avec un autre métal. L'utilisation d'un tel comparateur est alors identique à celle d'un comparateur à plaquettes 8 et 10 réfléchissantes; - les plaquettes 8 et 10 peuvent constituer des ponts thermiques entre 25 des couches de matériau isolant formant les faces d'entrée El et E2 et les couches 6 et 7. La figure 6 représente un exemple de comparateur de flux thermiques ayant une telle structure. Deux couches supplémentaires de matériau isolant 9 et 11 sont disposées de part et d'autre des couches 6 et 7, parallèlement à ces dernières et du côté de chacune opposé aux circuits 30 thermoélectriques. Les couches 9 et 11 sont respectivement séparées des couches 6 et 7 par les plaquettes 8 et 10. Les plaquettes 8 et 10 peuvent être constituées d'un matériau de type époxy ou d'un matériau métallique tel que le - 10 cuivre, l'aluminium, l'argent, le chrome, le nickel et un alliage comprenant au moins l'un de ces métaux. Avantageusement, un volume d'isolation thermique 12 peut être agencé entre des plaquettes 8 voisines ou entre des plaquettes 10 voisines, dans un intervalle de séparation entre les couches 6 et 9 pour les 5 plaquettes 8, et entre les couches 7 et 11 pour les plaquettes 10. Pour obtenir un comparateur ayant une sensibilité accrue, les volumes 12 peuvent être
vides ou remplis de gaz.
De même que précédemment, les extrémités du ruban 1 sont connectées aux bornes d'un détecteur de tension électrique 20, et le ruban 3 10 est connecté aux bornes d'un générateur de courant 30 (figure 3), qui délivre
un courant continu I dans le ruban 3.
En l'absence de courant électrique délivré par le générateur 30 (c'estàdire pour 1=0), le voltmètre 20 mesure une tension électrique représentative d'un bilan des flux thermiques incidents sur les faces d'entrée El et E2 du 1 5 comparateur, selon un fonctionnement identique à celui de tout détecteur
thermique connu par ailleurs.
L'utilisation d'un comparateur selon le deuxième mode de réalisation avec un courant d'alimentation I non nul, qui va être décrite maintenant, permet de mesurer de façon particulièrement précise des flux thermiques provenant 20 des milieux extérieurs 100 et 200, respectivement au travers des faces d'entrée El et E2. Pour cela, on ajuste la valeur du courant électrique d'alimentation I délivré par le générateur 30 de façon à annuler la tension électrique détectée par le voltmètre 20. Une telle méthode de mesure, qualifiée de méthode "par compensation", permet notamment de réaliser un étalonnage du comparateur 25 préalable à la mesure. On repère ainsi la valeur du courant délivré par le générateur 30 qui annule la tension aux bornes du ruban 1. Ensuite, une variation des flux thermiques incidents sur les faces d'entrée El et E2 est détectée sous forme d'une variation de l'intensité du courant d'alimentation du circuit d'activation qui est nécessaire pour compenser la variation de la tension 30 électrique générée dans le comparateur par ladite variation des flux thermiques. Lors de cette utilisation du comparateur, les polarités électriques des - 11 extrémités des rubans 1 et 3 superposées selon la direction N peuvent présenter des polarités électriques identiques ou opposées, en fonction du type
des plaquettes 8 et 10.
Pour un comparateur de flux thermiques de structure analogue à celle 5 des figures 4 à 6, mais dans lequel les plaquettes 2 sont chacune disposées au droit d'un intervalle de séparation de deux plaquettes 4 successives, les polarités électriques des extrémités du ruban 3 peuvent être inversées par rapport au cas précédent, lors de l'utilisation de ce détecteur selon la méthode
par compensation.
Selon un troisième mode de réalisation, qui correspond à une simplification du deuxième mode de réalisation, le comparateur présente la structure représentée à la figure 1, complétée par des plaquettes 8, et éventuellement une couche de matériau isolant 9, disposées sur la couche 6 de la façon décrite plus haut. Selon la nature des plaquettes 8 et la présence 15 de la couche 9, un tel comparateur peut encore présenter un fonctionnement par réflexion ou absorption de rayonnement, ou par ponts thermiques, vis-à-vis du milieu extérieur 100 en contact avec la face d'entrée El. Le comparateur peut,encore éventuellement être placé sur un support (S) par sa face opposée
à la face d'entrée El.
L'utilisation du comparateur suivant la méthode de mesure "par compensation" est toujours possible. Lorsque la compensation est atteinte, le circuit d'activation parcouru par le courant électrique ajusté engendre un flux thermique global opposé au flux incident sur la face d'entrée El en provenance
du milieu extérieur 100.
Il apparaît ainsi que des modes de réalisation différents peuvent mettre en oeuvre la présente invention, en fonction notamment du nombre de faces d'entrée de flux thermiques, de la nature des plaquettes placées au niveau des faces d'entrée et des matériaux choisis. Ces modes de réalisation correspondent tous à la présente invention dans la mesure o ils comprennent 30 notamment un circuit thermoélectrique de détection et un circuit thermoélectrique d'activation associés selon l'une des façons décrites plus haut. - 12
Claims (15)
1. Comparateur de flux thermiques ayant au moins une première face d'entrée (El) sensiblement plane et pouvant échanger des flux thermiques avec un premier milieu extérieur (100) avec lequel ladite première face d'entrée est mise en contact, le comparateur comprenant: - un circuit thermoélectrique de détection ayant une direction longitudinale (L) déterminée située dans un plan sensiblement parallèle à la première face d'entrée (El), comprenant au moins un premier ruban (1) d'un premier matériau métallique possédant une conductivité thermique déterminée, 10 une conductivité électrique déterminée et un pouvoir thermoélectrique déterminé, ayant au moins deux faces, partiellement recouvert sur l'une de ses faces par de premières plaquettes (2) métalliques disjointes d'un second matériau métallique possédant une conductivité thermique et une conductivité électrique respectivement supérieures à la conductivité thermique et à la 1 5 conductivité électrique du premier matériau métallique et possédant un pouvoir thermoélectrique différent du pouvoir thermoélectrique du premier matériau métallique; - un dispositif de détection d'une tension électrique ayant deux bornes respectivement reliées à deux extrémités longitudinales dudit premier 20 ruban (1); - un circuit thermoélectrique d'activation, comprenant au moins un second ruban (3) d'un troisième matériau métallique possédant une conductivité thermique déterminée, une conductivité électrique déterminée et un pouvoir thermoélectrique déterminé, ayant au moins deux faces, 25 partiellement recouvert sur l'une de ses faces par de secondes plaquettes (4) métalliques disjointes d'un quatrième matériau métallique possédant une conductivité thermique et une conductivité électrique respectivement supérieures à la conductivité thermique et à la conductivité électrique du troisième matériau métallique et possédant un pouvoir thermoélectrique 30 différent du pouvoir thermoélectrique du troisième matériau métallique; 13 - un générateur de courant électrique ayant deux bornes respectivement reliées à deux extrémités longitudinales dudit second ruban (3) de manière à alimenter ledit second ruban (3) avec un courant électrique d'alimentation (1) continu; - une première couche d'un matériau isolant (5) disposée entre le circuit thermoélectrique de détection et le circuit thermoélectrique d'activation, le matériau isolant de ladite première couche de matériau isolant possédant une conductivité thermique inférieure aux conductivités thermiques respectives des premier, second, troisième et quatrième matériaux métalliques; et - une seconde couche d'un matériau isolant (6) disposée entre la première face d'entrée (El) d'une part et le circuit thermoélectrique de détection et le circuit thermoélectrique d'activation d'autre part; dans lequel des portions respectives du premier ruban (1) et du second ruban (3) sont parallèles et superposées selon une direction (N) perpendiculaire à la 15 première face d'entrée (El), et sont recouvertes respectivement de premières (2) et secondes (4) plaquettes disposées sensiblement au droit les unes des autres selon ladite direction perpendiculaire (N), ou disposées de façon à ce que les premières plaquettes (2) de ladite portion du premier ruban soient sensiblement au droit d'intervalles de séparation entre des secondes 20 plaquettes (4) de ladite portion du second ruban successives selon la direction
longitudinale (L).
2. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 1, dans lequel le premier (1) et/ou le troisième (3) matériaux métalliques sont à base de
constantan ou de cuivre.
3. Comparateur de flux thermiques selon l'une quelconque des
revendications précédentes, dans lequel le second (2) et/ou le quatrième (4) matériaux métalliques sont à base de cuivre, d'or, d'argent, de nickel,
d'aluminium, ou d'un alliage comprenant certains au moins de ces métaux.
4. Comparateur de flux thermiques selon l'une quelconque des
revendications précédentes, dans lequel les matériaux isolants des première
(5) et/ou seconde (6) couches de matériau isolant sont à base de Kapton .
- 14 5. Comparateur de flux thermiques selon l'une quelconque des
revendications précédentes, dans lequel la seconde couche de matériau isolant (6) possède une conductivité thermique selon la direction perpendiculaire (N) inférieure à une conductivité thermique de la première
couche de matériau isolant (5) selon la direction perpendiculaire (N). 6. Comparateur de flux thermiques selon l'une quelconque des
revendications précédentes, comprenant en outre:
- une seconde face d'entrée (E2) sensiblement plane et parallèle à la première face d'entrée (El), et pouvant échanger des flux thermiques avec 10 un second milieu extérieur (200) avec lequel ladite seconde face d'entrée est mise en contact, ladite seconde face d'entrée étant disposée d'un côté du circuit thermoélectrique de détection et du circuit thermoélectrique d'activation opposé à la première face d'entrée, et - une troisième couche de matériau isolant (7) disposée entre la 15 seconde face d'entrée (E2) d'une part et le circuit thermoélectrique de
détection et le circuit thermoélectrique d'activation d'autre part.
7. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 6, dans lequel les seconde (6) et troisième (7) couches de matériau isolant sont identiques. 8. Comparateur de flux thermiques selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, comprenant en outre des troisièmes plaquettes (8) disposées sur une face de la seconde couche de matériau isolant (6) opposée au circuit thermoélectrique de détection et au circuit thermoélectrique d'activation, et qui sont disposées chacune au droit, selon la direction 25 perpendiculaire (N), d'une extrémité longitudinale respective des premières
plaquettes (2).
9. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 8, dans
lequel les troisièmes plaquettes (8) sont des réflecteurs de rayonnement.
10. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 9, dans lequel les troisièmes plaquettes (8) sont constituées d'un matériau sélectionné 15 parmi l'aluminium, l'argent, l'or, le chrome, le cuivre et les alliages comprenant
au moins l'un de ces métaux.
il. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 8, dans
lequel les troisièmes plaquettes (8) sont des absorbeurs de rayonnement.
12. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 8,
comprenant en outre une quatrième couche de matériau isolant (9), disposée parallèlement à la seconde couche de matériau isolant (6), d'un côté de celle-ci opposé au circuit thermoélectrique de détection et au circuit thermoélectrique d'activation, dans lequel la quatrième couche de matériau isolant (9) est en 10 contact avec les troisièmes plaquettes (8).
13. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 12, dans lequel un matériau constitutif des troisièmes plaquettes (8) comprend un
matériau métallique.
14. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 13, dans 1 5 lequel le matériau constitutif des troisièmes plaquettes (8) est sélectionné parmi la liste comprenant le cuivre, l'aluminium, l'argent, le chrome, le nickel et
les alliages comprenant au moins l'un de ces métaux.
15. Comparateur de flux thermiques selon l'une quelconque des
revendications 12 à 14, dans lequel, entre la seconde couche de matériau 20 isolant (6) et la quatrième couche de matériau isolant (9), un volume d'isolation
thermique (12) est agencé entre les troisièmes plaquettes (8).
16. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 6 et l'une
quelconque des revendications 8 à 15, comprenant en outre des quatrièmes plaquettes (10) disposées sur une face de la troisième couche de matériau 25 isolant (7) opposée au circuit thermoélectrique de détection et au circuit
thermoélectrique d'activation, et qui sont disposées relativement aux premières plaquettes (2) pour former avec elles et avec les troisièmes plaquettes (8) des cellules comprenant chacune une première, une troisième et une quatrième plaquettes associées, ladite troisième plaquette (8) d'une cellule déterminée 30 étant disposée sensiblement au droit, selon la direction perpendiculaire (N), d'une première extrémité longitudinale de ladite première plaquette (2) de ladite - 16 cellule déterminée et ladite quatrième plaquette (10) de ladite cellule déterminée étant disposée sensiblement au droit d'une seconde extrémité longitudinale de ladite première plaquette (2) de ladite cellule déterminée
différente de ladite première extrémité longitudinale.
17. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 16, dans lequel des premières plaquettes (2) appartenant à des cellules respectives recouvrent le premier ruban (1) dans une portion du premier ruban parallèle et superposée à une portion du second ruban (3), ladite portion du premier ruban et ladite portion du second ruban étant recouvertes respectivement de 10 premières (2) et secondes (4) plaquettes disposées au droit les unes des autres selon la direction perpendiculaire (N), ou disposées de façon à ce que les premières plaquettes (2) soient sensiblement au droit d'intervalles de séparation entre des secondes plaquettes (4) successives selon la direction
longitudinale (L).
1 5 18. Comparateur de flux thermiques selon la revendication 16 ou 17, dans lequel les quatrièmes plaquettes (10) sont identiques aux troisièmes
plaquettes (8).
19. Procédé d'utilisation d'un comparateur de flux thermiques selon
l'une quelconque des revendications 1 à 18, suivant lequel on alimente le 20 circuit thermoélectrique d'activation avec un courant électrique continu
constant, et on repère la tension électrique détectée par le circuit
thermoélectrique de détection.
20. Procédé d'utilisation d'un comparateur de flux thermiques selon
l'une quelconque des revendications 8 à 18, suivant lequel on ajuste la valeur 25 du courant électrique d'alimentation du circuit thermoélectrique d'activation de
façon à repérer la valeur dudit courant qui annule la tension électrique détectée
par le circuit thermoélectrique de détection.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| ITMI20101548A1 (it) * | 2010-08-13 | 2012-02-14 | Isanik S R L | Dispositivo sensore per misurare il flusso e/o il livello di un fluido o di una sostanza presente in un contenitore. |
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2002
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-
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- 2003-10-09 AU AU2003283506A patent/AU2003283506A1/en not_active Abandoned
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| US8776582B2 (en) | 2010-08-13 | 2014-07-15 | Isanik S.R.L. | Sensor device for measuring the flow and/or the level of a fluid or of a substance |
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| FR2846091B1 (fr) | 2005-01-28 |
| WO2004038352A1 (fr) | 2004-05-06 |
| EP1552257A1 (fr) | 2005-07-13 |
| AU2003283506A1 (en) | 2004-05-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20090630 |