FR2863705A1 - Capteur de mesure de la temperature d'un fluide. - Google Patents

Abstract

Ce capteur, destiné à mesurer la température d'un fluide, comporte un corps (1) traversé par une paire de fiches de connexion électrique (4a, 4b), une thermistance (3) en forme de bulbe logée dans une enveloppe (2) fixée au corps (1) et dont la surface extérieure est en contact avec le fluide, lesdites fiches (4a, 4b) ayant une extrémité (40a, 40b) qui débouche à l'intérieur de l'enveloppe (2) et est reliée électriquement à l'une des bornes de la thermistance (3), leur autre extrémité étant destinée à être connectée à un appareil de traitement du signal fourni par la thermistance (3).Conformément à l'invention, l'enveloppe (2) est une tôle fine en métal ayant une faible conductivité thermique, notamment en acier inoxydable, en forme de cuvette effilée, dont l'embouchure (20) est solidaire du corps (1), et dont le fond (23-24) consiste en un capuchon contenant la thermistance (3) et épousant étroitement la forme bulbeuse de cette dernière.Applications diverses, notamment pour la mesure de la température d'un fluide circulant dans un conduit, en particulier dans le domaine de l'industrie automobile.

Description

La présente invention concerne un capteur thermique.

Elle a plus particulièrement pour objet un capteur adapté pour mesurer la température d'un fluide se trouvant d'un côté d'une paroi, par exemple d'un fluide circulant à l'intérieur d'un conduit.

L'invention peut trouver des applications notamment, mais non exclusivement, dans le secteur de l'automobile.

Dans le cas où le capteur équipe un véhicule automobile, le conduit en question a par exemple pour fonction de transporter le liquide de refroidissement du moteur, les gaz d'échappement du moteur, ou un fluide du circuit de climatisation du véhicule.

De manière classique, un tel capteur comporte, d'une part, un corps principal, généralement en matière plastique thermiquement et électriquement isolante, apte à être monté dans une ouverture de la paroi, et traversé par un connecteur électrique composé d'une paire de fiches de connexion, et, d'autre part, une thermistance, par exemple en forme de bulbe, logée dans une enveloppe dont la surface extérieure est en contact avec le fluide dont on souhaite mesurer la température, et est fixée au corps.

En général, l'enveloppe contenant la thermistance est réalisée dans un métal thermiquement bon conducteur, tel que le laiton par exemple.

Les fiches ont chacune une extrémité qui débouche à l'intérieur de l'enveloppe et est reliée à l'une des bornes de la thermistance au moyen d'un fil conducteur, tandis que leur autre extrémité est destinée à être connectée à un appareil de traitement du signal de température fourni par la thermistance, par exemple pour afficher la température ou pour commander une action donnée, telle que l'allumage d'un voyant d'alarme, l'ouverture d'un clapet, le déclenchement d'une régulation, etc. La thermistance est un composant passif en matériau semi-conducteur dont la résistance varie en fonction de la température.

Elle peut être du type CTN (coefficient de température négatif) 30 lorsque sa résistance décroît en fonction de l'élévation de la température, ou du type CTP (coefficient de température positif) dans le cas contraire.

Pour être performant, un tel capteur doit satisfaire certaines contraintes techniques.

Il doit, en particulier, avoir un temps de réponse faible.

Ceci signifie qu'une variation de la température du fluide doit entraîner corrélativement, quasi instantanément, une variation correspondante du signal électrique fourni. A défaut le signal en question risque d'être traité trop tardivement par l'appareil qui le reçoit, et l'action commandée par cet appareil risque d'être inefficace.

Il est essentiel, par ailleurs, que la différence de température entre le fluide dont on mesure la température, et le milieu ambiant, auquel est exposée la partie du capteur extérieure à la paroi (si on considère que le fluide est du côté intérieur) ne perturbe pas, ou perturbe le moins possible, le résultat de la mesure.

Dans certaines applications, ce phénomène peut être critique, car la température du milieu ambiant peut subir des variations importantes. Ainsi, si on a affaire à un capteur équipant un véhicule automobile, installé sous le capot, et mesurant la température du liquide de refroidissement du moteur, il est assez courant qu'il puisse être exposé à une température extérieure comprise entre -15 C en hiver et + 60 C en été.

La perturbation de mesure susceptible d'en résulter, appelée influence du gradient thermique , doit être la plus faible possible.

Une autre des qualités requises pour ce genre de capteur, lorsqu'il est destiné à mesurer la température d'un fluide en mouvement, est que le signal qu'il fournit ne soit pas, ou pratiquement pas, altéré par l'intensité du débit dudit fluide, ni par la qualité de brassage de ce dernier.

Enfin, il est souhaitable que le prix de revient du capteur soit faible, et qu'il puisse être facilement monté dans l'ouverture de paroi et être facilement démonté, notamment en vue de le contrôler ou de le remplacer.

Comme rappelé plus haut, le capteur thermique faisant l'objet de l'invention sert à mesurer la température d'un fluide se trouvant d'un côté d'une paroi, et ce capteur comporte un corps apte à être monté dans une ouverture de cette paroi, du côté opposé à celui où se trouve le fluide, et traversé par un connecteur électrique composé d'une paire de fiches, ainsi qu'une thermistance en forme de bulbe logée dans une enveloppe dont la surface extérieure est en contact avec le fluide, et est fixée audit corps.

Ces fiches ont chacune une extrémité qui débouche à l'intérieur de l'enveloppe et est reliée à l'une des bornes de la thermistance au moyen d'un fil conducteur, tandis que leur autre extrémité est destinée à être connectée à un appareil de traitement du signal de température fourni par la thermistance.

Conformément à l'invention, ladite enveloppe est une tôle fine emboutie, en matériau non cuivreux de faible conductivité thermique, ayant la configuration d'une cuvette de forme effilée, dont l'embouchure est solidaire du corps et dont le fond consiste en un capuchon contenant ladite thermistance, ainsi conformé et dimensionné qu'il épouse étroitement la forme bulbeuse de cette dernière.

Cette conductivité thermique a, de préférence, une valeur inférieure ou égale à 50 W/(m.K) [cinquante Watt par mètre-Kelvin], cette valeur étant mesurée dans des conditions normales de température et de pression.

Avantageusement, l'enveloppe est en acier inoxydable.

De préférence, au moins dans la zone du capuchon, l'épaisseur de la tôle est comprise entre 0,1 et 0,6 mm; Par sa conception, qui résulte d'une sélection portant, d'une part, sur la configuration géométrique de la cuvette et sur son épaisseur de toile - qui agissent notamment sur le temps de réponse - et, d'autre part, sur le matériau qui constitue la cuvette, à la fois relativement ductile (permettant une fabrication par emboutissage) et de faible conductivité thermique - ce qui, de manière assez inattendue, réduit notablement l'influence néfaste du gradient thermique - ce capteur satisfait parfaitement aux exigences énoncées dans le préambule de la

présente description.

Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses, mais non limitatives, de l'invention: - la constitutive de la cuvette possède une épaisseur uniforme; - cette tôle possède, au moins dans la zone du capuchon, une 25 épaisseur de l'ordre de 0,3 mm; - ce capuchon affecte une forme tubulaire cylindrique fermée par un fond hémisphérique; - la partie tubulaire du capuchon possède un diamètre extérieur de l'ordre de 3 mm.

- le capuchon contient de la graisse thermique, à l'intérieur de laquelle est noyée la thermistance; - ledit corps comprend une partie renflée autour de laquelle est sertie l'embouchure de la cuvette; - l'embouchure de la cuvette est sertie hermétiquement sur le corps, 35 ceci avec interposition d'un joint d'étanchéité annulaire; - les fiches de connexion sont des barrettes rectilignes parallèles, et le corps est un élément massif en matière plastique, surmoulé sur la portion centrale de ces dernières.

- ledit corps a une forme générale allongée, dont le grand axe est 5 parallèle auxdites fiches et perpendiculaire à ladite paroi; - la thermistance est une résistance de type CTN (à coefficient de température négatif).

- le capteur est destiné à la mesure d'un fluide circulant à l'intérieur d'un conduit; - le capteur est destiné à équiper un véhicule, en particulier automobile, le conduit en question servant notamment à transporter un liquide de refroidissement du moteur, les gaz d'échappement du moteur, ou un fluide du circuit de climatisation dudit véhicule.

La présente invention a également pour objet un dispositif de montage, dans ladite ouverture de paroi, d'un capteur tel que défini ci-dessus, dont le corps, situé du côté de la paroi opposé à celui où se trouve le fluide, comprend une partie renflée autour de laquelle est sertie hermétiquement l'embouchure de la cuvette.

Conformément à l'invention, l'ouverture de paroi est entourée d'un 20 manchon à l'intérieur duquel est emmanchée hermétiquement au moins la partie renflée sur laquelle est sertie la cuvette.

Selon d'autres caractéristiques possibles du dispositif: - la cuvette possède une paroi étagée, la partie renflée sur laquelle est sertie la cuvette présentant une forme cylindrique et se raccordant, du côté du capuchon, à une partie également cylindrique, coaxiale et de plus petit diamètre, ceci par l'intermédiaire d'une face annulaire formant épaulement, laquelle, après emmanchement de la partie renflée à l'intérieur dudit manchon, comprime un joint d'étanchéité entourant la partie cylindrique de plus petit diamètre contre une portion de paroi annulaire bordant l'ouverture de paroi; - le capteur est fixé au manchon de manière facilement démontable, au moyen d'une agrafe; - cette agrafe est une épingle en fil ressort présentant la forme générale d'un U , et adaptée pour s'encliqueter élastiquement dans des lumières diamétralement opposées ménagées dans la paroi dudit manchon, de manière à y emprisonner la partie renflée du corps, lorsque celui-ci est emmanché à fond à l'intérieur du manchon.

Selon un mode de réalisation préféré du dispositif de montage, dans lequel le capteur thermique comporte un corps apte à être monté dans l'ouverture de paroi, du côté opposé à celui où se trouve le fluide, et traversé par un connecteur électrique composé d'une paire de fiches, ainsi qu'une thermistance en forme de bulbe logée dans une enveloppe dont la surface extérieure est en contact avec ledit fluide, et est fixée au corps, lesdites fiches ayant chacune une extrémité qui débouche à l'intérieur de l'enveloppe et est reliée électriquement à l'une des bornes de la thermistance, ladite enveloppe est une tôle fine emboutie en métal ayant une faible conductivité thermique, dont la valeur est inférieure ou égale à 50 W/(m.K) (dans des conditions normales de température et de pression) et dont l'épaisseur est comprise entre 0,1 et 0,6 mm, cette tôle ayant la configuration d'une cuvette de forme effilée, dont l'embouchure est solidaire du corps, et dont le fond consiste en un capuchon contenant la thermistance, ainsi conformé et dimensionné qu'il épouse étroitement la forme bulbeuse de cette dernière et: - le corps comprend une partie renflée autour de laquelle est sertie hermétiquement l'embouchure de la cuvette, l'ouverture de paroi étant entourée d'un manchon à l'intérieur duquel est emmanchée hermétiquement la partie renflée sur laquelle est sertie la cuvette; - le capteur est fixé au manchon de façon facilement démontable, au moyen d'une agrafe consistant en une épingle en fil ressort adaptée pour s'encliqueter dans des lumières réceptrices ménagées dans la paroi dudit manchon de manière à y emprisonner la partie renflée du corps, lorsque celui-ci est emmanché à fond à l'intérieur du manchon.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de 25 la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une vue qui représente, en coupe axiale, un capteur conforme à l'invention.

La figure 2 est une vue de côté, à plus petite échelle, du même 30 capteur.

La figure 3 est une vue éclatée, en perspective, du dispositif de montage du capteur, à l'état non monté.

La figure 4 est une vue qui représente, en coupe axiale, le dispositif de la figure 1, à l'état monté.

Le capteur thermique C est destiné à la mesure de la température d'un fluide se trouvant d'un côté d'une paroi référencée 70, et partiellement représenté sur la figure 4. Cette paroi peut être celle d'un conduit où d'une canalisation à l'intérieur duquel (de laquelle) circule le fluide, gazeux ou liquide.

Le capteur C comprend un corps 1, apte à être monté dans une ouverture de cette paroi, du côté opposé à celui où se trouve le fluide, et qui est traversé par un connecteur électrique ainsi qu'une enveloppe 2 en forme de boîtier.

Le corps 1 a une forme générale allongée, dont la direction longitudinale correspond à la direction du haut vers le bas sur les dessins. Ce corps est en matière plastique électriquement isolante et résistante à la chaleur. Si on considère que c'est son extrémité basse qui s'adapte dans l'ouverture de paroi, sa partie haute 11 a une forme tubulaire, dont la portion d'extrémité supérieure Il' est plus mince que le reste de cette partie.

La partie 11 a un contour de section approximativement carrée, à angles arrondis.

Sa partie basse est composé de deux portions cylindriques superposées 12, 13, dont la hauteur est relativement faible par rapport à celle de la partie haute 11. La portion inférieure 13 a une hauteur et une longueur légèrement plus petites que celles de la portion médiane 12, formant un renflement, ou bourrelet.

Le connecteur électrique est composé d'une paire de fiches, ou broches, 4a, 4b, identiques et parallèles entre elles, qui s'étendent suivant la direction longitudinale du corps 1. Elles sont positionnées côte à côte dans la région centrale des parties 12 13, de telle sorte que leur portion d'extrémité haute débouche dans l'espace 10 intérieur à la partie tubulaire 11, tandis que leur portion d'extrémité basse fait saillie vers le bas.

La matière plastique constitutive des parties 12 13 est surmoulée sur les fiches 4a, 4b, assurant leur liaison avec le corps 1.

Un canal annulaire 14 formé dans la partie massive 12 13 permet d'éliminer les problèmes de rétreint de matière au cours du moulage.

Les fiches de connexion 4a, 4b sont des barrettes rigides, en métal électriquement bon conducteur, par exemple en cuivre. Leur portion d'extrémité basse 40a, respectivement 40b, est fendue, leur fente recevant une languette étamée qui y est fixée par soudure électrique.

L'enveloppe 2 est une tôle fine emboutie, ayant la configuration d'une cuvette présentant une forme de révolution autour d'un axe de symétrie 35 central.

Le matériau constitutif de l'enveloppe est un métal non cuivreux, de faible conductivité thermique, tel que de l'acier inoxydable Cette cuvette a une forme effilée, dont le diamètre décroît du haut vers le bas (toujours en référence aux figures).

Elle est composée, du haut vers le bas, d'une embouchure cylindrique 20, d'une seconde portion cylindrique 21, d'une partie tronconique 22 dont le sommet est dirigé vers le bas, d'une partie cylindrique de faible diamètre 23, et d'une partie hémisphérique 24 qui ferme cette partie 23.

La portion 21 a un diamètre inférieur à celui de la portion 20, et elle se raccorde à cette dernière par une partie transversale annulaire plane 200.

De même, la grande base de la partie tronconique 22 ayant un diamètre inférieur à celui de la portion 21, elle se raccorde à cette dernière par une partie transversale annulaire plane.

Le diamètre intérieur de la portion 20 correspond au diamètre du 15 renflement 13 du corps 1, et cette portion 20 est fixée par sertissage autour de ce renflement, assurant la solidarisation de l'enveloppe avec le corps 1.

Ce sertissage est réalisé hermétiquement sur ledit corps grâce à l'interposition d'un joint d'étanchéité annulaire 6 entre le bord inférieur du renflement 13, biseauté à cet effet, et l'intérieur de l'enveloppe 2, au niveau de la jonction des portions 20 et 200 de cette dernière.

Dans le mode de réalisation illustré, la tôle constitutive de l'enveloppe 2 possède une épaisseur uniforme, dont la valeur est comprise entre 0,1 et 0,6 mm, et est de préférence égale à 0,3 mm.

Les parties 23 et 24 constituent le fond de la cuvette effilée, formant un capuchon à l'intérieur duquel est logée une thermistance 3 en forme de bulbe. Cette thermistance est par exemple de type CTN , ayant une résistance de 5 kSl à 25 C, intégrée dans un enrobage en résine époxy, avec un diamètre de tête maximal de 2,4 mm.

Le capuchon 23-24 contient une dose de graisse thermique 5 à 30 l'intérieur de laquelle est noyée la thermistance 3.

La surface extérieure de la partie effilée 22-23-24 de l'enveloppe est destinée à être mise en contact avec le fluide dont on souhaite mesurer la température.

L'extrémité 40a, 40b de chacune des fiches est reliée, par 35 l'intermédiaire de la languette étamée dont il a été fait état plus haut, à l'une des bornes de la thermistance 3 au moyen d'un fil conducteur 30a, respectivement 30b.

Les fils 30a, 30b sont par exemple des fils en nickel, ayant un diamètre de l'ordre de 0,25 mm, gainés de PTFE (polytétrafluoréthylène).

Le capuchon contenant la thermistance 3 est ainsi conformé et dimensionné qu'il épouse étroitement la forme bulbeuse de cette dernière. A titre indicatif, le diamètre intérieur du capuchon et le diamètre extérieur du bulbe ont une valeur de 2,5 mm.

Le capteur thermique C qui vient d'être décrit est adapté pour être fixé, de manière démontable, dans un élément de paroi référencé 7 sur les figures 3 et 4.

Cet élément 7 peut soit être lui même fixé à ladite paroi, soit former partie intégrante de cette dernière. La référence 70 désigne une zone de la paroi qui est traversée par une ouverture circulaire, tandis que la référence 71 désigne un manchon cylindrique bordant l'ouverture, et dont l'axe est perpendiculaire à la paroi.

Le diamètre intérieur du manchon 71 est un peu plus grand que celui de l'ouverture ménagée dans la paroi, cette dernière étant bordée par une plage annulaire plane s'étendant transversalement à l'intérieur dudit manchon.

De fait, le diamètre intérieur du manchon 71 correspond au diamètre extérieur de la portion d'enveloppe 20 sertie sur le corps 1, tandis que le diamètre de l'ouverture de paroi correspond à celui de la portion 21 de l'enveloppe 1.

On comprend qu'ainsi il est possible d'emmancher axialement, du haut vers le bas, le capteur C dans l'élément de paroi 7, la partie 21 venant se loger dans l'ouverture, en l'obturant, tandis que la partie 20 s'encastre dans le manchon 71.

Un joint torique approprié est intercalé entre la zone 200 de l'enveloppe et la plage annulaire susmentionnée, ce qui permet, après emmanchement, d'assurer l'étanchéité à la périphérie de l'ouverture de paroi, empêchant tout échappement du fluide.

A près emmanchement, la portion effilée 22-23-24 baigne dans ce fluide, dont la circulation est symbolisée par la flèche F sur la figure 4.

La fixation du capteur dans l'élément de paroi 7 est assurée par agrafage.

L'agrafe 8 est une épingle élastique, par exemple en acier ressort, présentant la forme générale d'un U dont les branches présentent des portions en arc de cercle, aptes à se loger dans des lumières latérales diamétralement opposées 710, 711 ménagées dans le manchon 71.

Le positionnement des lumières est tel qu'après mise en place de l'agrafe, ses branches prennent appui contre le dessus du renflement 13, empêchant l'extraction du capteur.

Néanmoins, l'agrafe 8 peut être facilement ôtée, par translation 5 transversale, ce qui autorise le démontage du capteur.

Les capteurs thermiques sont usuellement vissés dans la paroi. Cependant cette solution n'est pas transposable ici, la minceur de la tôle constituant l'enveloppe ne permettant pas d'y usiner un filetage.

Les extrémités hautes des fiches 4a, 4b, qui se trouvent dans l'espace intérieur 10 du corps 1 peuvent être connectées, de manière classique, à un appareil quelconque de traitement du signal de température fourni par la thermistance.

Une série d'essais réalisés par la demanderesse a permis de constater que la combinaison des paramètres suivants, qui définissent le capteur de l'invention, en optimisent les performances: - Configuration géométrique particulière de l'enveloppe, en forme de cuvette effilée; - Choix du matériau constitutif de l'enveloppe, en tôle d'acier inoxydable; - Finesse de cette tôle; - Contact intime du fond de la cuvette avec le bulbe de la thermistance, dont il suit étroitement le contour.

Ainsi, afin de valider l'intérêt de la configuration géométrique de l'enveloppe et de la finesse de la tôle, des essais comparatifs relatifs au gradient thermique et au temps de réponse ont été réalisés, portant sur: Spécimen N 1: un capteur classique dont la thermistance est logée dans un capuchon en laiton massif, de forme cylindrique; Spécimen N 2: un capteur ayant la même configuration géométrique d'enveloppe et la même finesse d'épaisseur de paroi (0,3 mm) que le capteur de l'invention, mais avec une enveloppe également en laiton, et non en acier inoxydable.

Pour l'essai gradient thermique , les deux spécimens ont tout d'abord été exposés, à l'intérieur d'une enceinte climatique, à une température identique des deux côtés de la paroi (milieu ambiant à l'extérieur et fluide à mesurer à l'intérieur), en l'occurrence à une température de 90 C, ce qui correspond à un gradient nul. Le fluide était du glycol en circulation, dont la température a été maintenue constamment à 90 C.

La température de l'enceinte climatique a ensuite été modifiée, étant abaissée successivement, pour chaque essai, à une température de -10 et de -30 C.

Pour un gradient thermique -10 / 90, les écarts par rapport au gradient nul ont été de 3 C pour le spécimen N 1, et de 1,2 C pour le spécimen N 2.

Pour un gradient thermique -30 / 90, les écarts par rapport au gradient nul ont été de 3,9 C pour le spécimen N 1, et de 1,6 C pour le spécimen N 2.

Pour l'essai temps de réponse , chacun des spécimens a mesuré successivement la température de deux bains d'un fluide, en l'occurrence du glycol liquide, se trouvant à des températures différentes, le transfert du capteur d'un bain à l'autre étant opéré en un laps de temps court, à savoir une seconde. Les températures du premier et du second bain étaient respectivement de 90 C et de 105 C, soit un écart AC = 15 C.

Le temps de réponse pris en compte a été celui pour lequel la température fournie par le capteur après le transfert dans le second bain atteignait 103,5 C, correspondant à un accroissement de 90% de AC.

Ce temps de réponse a été de 40 secondes pour le spécimen N 1, et de 8 secondes pour le spécimen N 2.

Des spécimens N 3 et N 4 ont fait l'objet des mêmes tests.

Ils étaient similaires au spécimen N 2, mais avec une enveloppe en cuivre pour le N 3 et en acier inoxydable pour le N 4.

Les valeurs des conductivités thermiques X des matériaux mis en oeuvre, mesurées dans des conditions ambiantes ordinaires de température et de pression, étaient de 400 W/(m.K) pour le cuivre (spécimen 3), de 16 W/(m. K) pour l'inox (spécimen 4) et de 110 W/ W/(m.K) pour le laiton (spécimen 2).

Résultats de l'essai gradient thermique : Pour un gradient thermique 10 / 90, les écarts par rapport au gradient nul ont été de 3,5 C pour le spécimen N 3, et de 0,3 C pour le spécimen 30 N 4, alors qu'il était, rappelons le, de 1,2 C pour le spécimen N 2.

Pour un gradient thermique -30 / 90, les écarts par rapport au gradient nul ont été de 4,3 C pour le spécimen N 3, et de 0,35 C pour le spécimen N 4, alors qu'il était de 1,6 C pour le spécimen Na 2.

Résultats de l'essai temps de réponse : Il a été de 15 secondes pour le spécimen N 3 et de 6 secondes pour le N 4, au lieu de 8 secondes pour le N 2.

Il apparaît donc que, de manière surprenante, pour la configuration géométrique donnée, les performances aux tests de gradient thermique et de temps de réponse sont d'autant meilleures que la conductivité thermique du matériau de l'enveloppe est faible.

C'est ce qui a conduit la demanderesse à opter pour le spécimen N 4, en l'acier inoxydable, métal qui présente en outre l'avantage de pouvoir être embouti sous une épaisseur faible, tout en conservant une résistance mécanique satisfaisante pour l'application concernée.

Des essais complémentaires de gradient thermique et de temps de réponse ont été réalisés sur les spécimens N 1 (capteur classique) et N 4 (capteur selon l'invention), cette fois sur un fluide en mouvement, à des débits différents, à savoir 5 litres / mn, 10 litres / mn et 15 litres / mn.

Aussi bien pour le gradient -10 / 90 C que pour le gradient -30 / 90 C, l'écart de température par rapport au gradient nul a été nettement plus faible pour le spécimen N 4 que pour le N 1, dans un rapport supérieur à 10.

Le temps de réponse a également été nettement plus faible pour le spécimen N 4 que pour le N 1, dans un rapport de l'ordre de sept, que le glycol ait été brassé faiblement ou énergiquement.

Ce temps de réponse peut encore être amélioré par mise en oeuvre 20 d'une thermistance CTN miniaturisée à technologie verre.

Un capteur conforme à l'invention est particulièrement adapté à la mesure de la température du liquide de refroidissement du moteur thermique équipant un véhicule automobile.

On donne ci-après à titre indicatif les principales dimensions 25 possibles d'un capteur thermique destiné à cet usage: Longueur totale: 52 mm.

Diamètre maximal, correspondant à la partie 20: 25 mm.

Longueur de la partie effilée 22 - 23 - 24 qui baigne dans le fluide: 13 mm.

On ne sortirait naturellement pas du cadre de la présente invention en dotant le capteur d'une thermistance de type CTP au lieu d'une thermistance de type CTN .

Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Capteur thermique, pour la mesure de la température d'un fluide se trouvant d'un côté d'une paroi (70), qui comporte: - un corps (1), apte à être monté dans une ouverture de cette paroi, du côté opposé à celui où se trouve le fluide, et traversé par un connecteur 5 électrique composé d'une paire de fiches (4a, 4b) ; - une thermistance (3) en forme de bulbe logée dans une enveloppe (2) dont la surface extérieure est en contact avec ledit fluide, et est fixée au corps (1) ; dans lequel lesdites fiches (4a, 4b) ont chacune une extrémité (40a, 40b) qui débouche à l'intérieur de l'enveloppe (2) et est reliée à l'une des bornes de la thermistance (3) au moyen d'un fil conducteur (30a,30b), tandis que leur autre extrémité est destinée à être connectée à un appareil de traitement du signal de température fourni par la thermistance (3), caractérisé par le fait que ladite enveloppe (2) est une tôle fine emboutie, en matériau non cuivreux de faible conductivité thermique, ayant la configuration d'une cuvette de forme effilée, dont l'embouchure (20) est solidaire du corps (1) et dont le fond (23-24) consiste en un capuchon contenant ladite thermistance (3), ainsi conformé et dimensionné qu'il épouse étroitement la forme bulbeuse de cette dernière.

2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite enveloppe est réalisée dans un matériau ayant une conductivité thermique dont la valeur est inférieure ou égale à 50 W/(m.K), dans des conditions normales de température et de pression.

3. Capteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite enveloppe est en acier inoxydable.

4. Capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que, au moins dans la zone du capuchon (23-24), l'épaisseur de la tôle (2) est comprise entre 0,1 et 0,6 mm.

5. Capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la tôle (2) constitutive de la cuvette possède une épaisseur uniforme.

6. Capteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que, au moins dans la zone du capuchon (23-24), la tôle (2) possède une épaisseur de l'ordre de 0,3 mm.

7. Capteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit capuchon (23-24) affecte une forme tubulaire cylindrique (23) fermée par un fond hémisphérique (24).

8. Capteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la partie tubulaire (23) du capuchon possède un diamètre extérieur de l'ordre de 3 mm.

9. Capteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que ledit capuchon (23-24) contient de la graisse thermique (5) à l'intérieur de laquelle est noyée ladite thermistance (3).

10. Capteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le 10 fait que ledit corps (1) comprend une partie renflée (13) autour de laquelle est sertie l'embouchure (20) de la cuvette.

11. Capteur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'embouchure (20) de la cuvette est sertie hermétiquement sur ledit corps (1), avec interposition d'un joint d'étanchéité annulaire (6).

12. Capteur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que lesdites fiches (4a, 4b) sont des barrettes rectilignes parallèles et que ledit corps (1) est un élément massif en matière plastique, surmoulé sur la portion centrale de ces dernières.

13. Capteur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que ledit 20 corps (1) a une forme générale allongée, dont le grand axe est parallèle auxdites fiches (4a, 4b) et perpendiculaire à ladite paroi (70).

14. Capteur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que la thermistance (3) est une résistance de type CTN .

15. Capteur selon l'une des revendications 1 à 14, destiné à la mesure 25 d'un fluide circulant à l'intérieur d'un conduit.

16. Capteur selon la revendication 15, caractérisé par le fait qu'il est destiné à équiper un véhicule, en particulier automobile, ledit conduit servant notamment à transporter un liquide de refroidissement du moteur, les gaz d'échappement du moteur, ou un fluide du circuit de climatisation dudit véhicule.

17. Dispositif de montage, dans ladite ouverture de paroi, d'un capteur conforme à la revendication 13 et dont le corps (1), situé du côté de la paroi opposé à celui où se trouve le fluide, comprend une partie renflée (13) autour de laquelle est sertie hermétiquement l'embouchure (20) de la cuvette (2), caractérisé par le fait que ladite ouverture de paroi est entourée d'un manchon (71) à l'intérieur duquel est emmanchée hermétiquement au moins la partie renflée (13) sur laquelle est sertie la cuvette (2).

18. Dispositif de montage selon la revendication 17, caractérisé par le fait que ladite cuvette possède une paroi étagée, la partie renflée (13) sur laquelle est sertie la cuvette (2) présentant une forme cylindrique et se raccordant, du côté du capuchon (23, 24) à une partie également cylindrique (21), coaxiale et de plus petit diamètre, ceci par l'intermédiaire d'une face annulaire (200) formant épaulement, laquelle, après emmanchement de la partie renflée (13) à l'intérieur dudit manchon (71), comprime un joint d'étanchéité torique (9) entourant la partie cylindrique de plus petit diamètre (21) contre une portion de paroi annulaire bordant l'ouverture de paroi.

19. Dispositif de montage selon la revendication 18, caractérisé par le fait que le capteur (C) est fixé au manchon (71) de manière facilement démontable, au moyen d'une agrafe (8).

20. Dispositif de montage selon la revendication 19, caractérisé par le fait que ladite agrafe (8) est une épingle en fil ressort présentant la forme générale d'un U , et adaptée pour s'encliqueter élastiquement dans des lumières (710, 711) diamétralement opposées ménagées dans la paroi dudit manchon (71), de manière à y emprisonner la partie renflée (13) du corps (1), lorsque celui-ci est emmanché à fond à l'intérieur du manchon (71).

21. Dispositif de montage, dans une ouverture de paroi, d'un capteur thermique (C), pour la mesure de la température d'un fluide se trouvant d'un côté de ladite paroi (70), ce capteur (C) comportant un corps (1) apte à être monté dans ladite ouverture de paroi, du côté opposé à celui où se trouve le fluide, et traversé par un connecteur électrique composé d'une paire de fiches (4a, 4b), ainsi qu'une thermistance (3) en forme de bulbe logée dans une enveloppe (2) dont la surface extérieure est en contact avec ledit fluide, et est fixée au corps (1), lesdites fiches (4a, 4b) ayant chacune une extrémité (40a, 40b) qui débouche à l'intérieur de l'enveloppe (2) et est reliée électriquement à l'une des bornes de la thermistance (3), caractérisé par le fait que: - ladite enveloppe (2) est une tôle fine emboutie, en matériau non cuivreux ayant une conductivité thermique dont la valeur est inférieure ou égale à 50 W/(m.K), et dont l'épaisseur est comprise entre 0,1 et 0,6 mm, cette tôle ayant la configuration d'une cuvette de forme effilée, dont l'embouchure (20) est solidaire du corps (1), et dont le fond (23-24) consiste en un capuchon contenant ladite thermistance (3), ainsi conformé et dimensionné qu'il épouse étroitement la forme bulbeuse de cette dernière; - le corps (1) comprend une partie renflée (13) autour de laquelle est sertie hermétiquement l'embouchure (20) de la cuvette, l'ouverture de paroi étant entourée d'un manchon (71) à l'intérieur duquel est emmanchée hermétiquement la partie renflée (13) sur laquelle est sertie la cuvette (2) ; - le capteur (C) est fixé au manchon (71) de façon facilement démontable, au moyen d'une agrafe (8) consistant en une épingle en fil ressort adaptée pour s'encliqueter dans des lumières réceptrices (710, 711) ménagées dans la paroi dudit manchon (71), de manière à y emprisonner la partie renflée (13) du corps (1), lorsque celui-ci est emmanché à fond à l'intérieur du manchon (71).