FR2963096A1 - Dispositif pour enregistrer des grandeurs d'etat physiques d'un milieu - Google Patents
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Abstract
Sur un dispositif destiné à l'enregistrement de grandeurs d'état physiques d'un milieu, comme par exemple la pression ou la température d'un liquide, comprenant au moins un enregistreur de valeur mesurée, qui est relié par transmission de signaux à au moins un conducteur électrique, au moins une partie du conducteur présentant l'enregistreur étant enrobée dans une masse de scellement, la masse de scellement est conçue selon l'invention à base d'au moins un noyau de scellement et d'une enveloppe de scellement enfermant le noyau de scellement et au moins un évidement est prévu dans la masse de scellement pour un accès conducteur de milieu à une surface de contact de l'enregistreur
Description
L'invention concerne un dispositif pour l'enregistrement de grandeurs d'état physiques d'un milieu, comme par exemple la pression ou la température d'un liquide, comprenant au moins un enregistreur de valeur mesurée, lequel est relié par transmission de signaux à au moins un conducteur électrique, au moins une partie du conducteur présentant l'enregistreur étant enrobée dans une masse de scellement.
Des dispositifs du type susmentionné peuvent être disposés entre autres dans un réservoir de liquide ou dans une arrivée alimentée avec de la pression et véhiculant un milieu liquide ou gazeux, afin d'enregistrer les grandeurs d'état du milieu et de pouvoir tirer ainsi des conclusions sur certaines propriétés du milieu.
Un tel dispositif est connu par exemple par le document DE 10 2008 032 309 Al. Le dispositif décrit dans ce document est utilisé par exemple pour mesurer la pression d'huile et la température d'huile dans un canal d'huile d'en particulier un moteur de véhicule automobile. Pour l'enregistrement des grandes d'état du milieu, le dispositif présente au moins un enregistreur de valeur mesurée, qui est relié par transmission de signaux à au moins un conducteur électrique. A cet effet, au moins une partie du conducteur présentant l'enregistreur est enrobée dans une masse de scellement, l'enregistreur de valeur mesurée même étant disposé à l'extérieur de la masse de scellement, de sorte que sa surface de contact enregistrant les grandeurs mesurées peut être lavée par le milieu. Afin de pouvoir garantir un fonctionnement sûr du dispositif, il sera indispensable généralement avec les dispositifs connus d'avoir un pré-conditionnement étanche au milieu aussi bien de l'enregistreur que des composants électroniques utilisés parallèlement à l'enregistreur de valeur mesurée dans un module capteur. Cependant, le pré-conditionnement est relativement complexe, ce qui entraîne des inconvénients pour la fabrication des dispositifs connus.
L'invention a pour objectif de créer un dispositif du type susmentionné et un procédé pour fabriquer un dispositif, sur lequel un pré-conditionnement complexe de composants est évité et la fabrication est ainsi simplifiée.
Le problème est résolu selon l'invention par un dispositif présentant les caractéristiques de la revendication 1 et par un procédé présentant les caractéristiques de la revendication 10. Des perfectionnements et conceptions avantageux de l'invention sont indiqués dans les sous-revendications se rapportant respectivement à ceux-ci.
Sur un dispositif destiné à l'enregistrement de grandeurs d'état physiques d'un milieu, comme par exemple la pression ou la température d'un liquide, comprenant au moins un enregistreur de valeur mesurée, qui est relié par transmission de signaux à au moins un conducteur électrique, au moins une partie du conducteur présentant l'enregistreur étant enrobée dans une masse de scellement, il est prévu selon l'invention que la masse de scellement est constituée d'au moins un noyau de scellement et d'une enveloppe de scellement enfermant le noyau de scellement, et en ce qu'au moins un évidement est prévu sur la périphérie de la masse de scellement pour un accès par conduction de milieu à une surface de contact de l'enregistreur.
Par la conception selon l'invention du dispositif, il est prévu d'inclure l'enregistreur de valeur mesurée et d'autres composants électroniques possibles au moins par endroits en même temps qu'une partie d'un conducteur garantissant l'alimentation électrique déjà dans le noyau de scellement généré séparément de la masse de scellement. D'autre part, le noyau de scellement est enfermé et réceptionné alors en même temps que les conducteurs par l'enveloppe de scellement formant les dimensions extérieures du dispositif. A cet effet, un évidement dépassant à l'intérieur de la masse de scellement, qui garantit une liaison conductrice de milieu avec une surface de contact de l'enregistreur, est conçu sur la périphérie de la masse de scellement. Un accès aux surfaces de contact électriques des conducteurs est formé également dans la zone de raccordement du dispositif. Ainsi, on obtient une fabrication avantageusement simple du dispositif selon l'invention, de sorte qu'en même temps le pré-conditionnement relativement complexe des composants électroniques et l'utilisation d'un joint intérieur dans le dispositif sont évités. Il est prévu que les surfaces de paroi de l'évidement sont formées de préférence par le matériau de scellement formant l'enveloppe de scellement, les surfaces de paroi pouvant aller en particulier jusqu'à la surface de contact, enregistrant des grandeurs de mesure, de l'enregistreur de valeur mesurée.
Selon un perfectionnement de l'invention, il est prévu avantageusement que l'évidement va dans la masse de scellement jusqu'à une zone de surface de la partie de conducteur enrobée dans la masse de scellement, la partie de conducteur présentant une traversée de matériau pour le milieu, et l'enregistreur étant disposé sur une surface, opposée au milieu, de la partie de conducteur. En particulier une chambre de mesure, dans laquelle des pressions exclusivement statiques règnent de façon avantageuse et une mesure de pression relativement précise peut donc s'effectuer à l'aide de l'enregistreur de valeurs mesurées, peut être formée alors sur la surface, opposée au milieu, de la partie de conducteur dans la zone de l'enregistreur de valeur mesurée. La surface de contact de l'enregistreur de valeurs mesurées forme dans cette conception au moins une surface partielle de la paroi de chambre de mesure. L'évidement dans la masse de scellement et le passage de matériau dans le conducteur, en particulier pour une traversée avantageuse du milieu dans la chambre de mesure, sont disposés de préférence sur un axe ou sur le même axe.
L'enregistreur avec sa surface de contact est disposé de préférence de façon à recouvrir de manière étanche le passage sur la surface opposée du conducteur, ce qui présente une forme avantageuse de l'orientation de l'enregistreur et de sa surface de contact. Avec l'agencement direct de la surface de contact sur une ouverture du passage de matériau dans le conducteur, un enregistrement relativement simple et précis de la pression par l'enregistreur est garanti. D'autre part, on peut obtenir un appui avantageusement étanche entre la surface, opposée au milieu, du conducteur et la surface de contact de l'enregistreur, de sorte qu'une entrée involontaire du milieu à mesurer par la zone d'assemblage à l'intérieur du noyau de scellement est évitée de façon avantageuse. Le passage conçu dans le conducteur peut présenter en particulier une section circulaire ou également rectangulaire, l'évidement dans la masse de scellement pouvant avoir une conception géométrique similaire ou différente.
Un perfectionnement de l'invention prévoit qu'un support de circuit, sur lequel d'autres composants électroniques sont disposés, est disposé sur le conducteur. D'une part l'utilisation d'un support de circuit, comme par exemple une plaque de circuits imprimés, présente l'avantage que les composants électroniques, utilisés également en plus de l'enregistreur de valeur mesurée pour le fonctionnement du dispositif, peuvent être connectés entre eux de façon relativement simple. D'autre part, on crée alors un raccordement simplifié du support de circuit aux conducteurs assurant l'alimentation électrique du dispositif selon l'invention. Le support de circuit est relié par complémentarité de formes en particulier avec les conducteurs souvent conçus comme grillage estampé ou grillage métallique par par exemple une opération de pressage. La liaison structurelle respectivement électroconductrice des composants électroniques avec le support de circuit conçu comme plaque de circuits imprimés peut s'effectuer par exemple à l'aide du processus du collage conducteur ou de soudage de fil.
L'enregistreur de valeur mesurée est en particulier une partie d'un capteur avec différents enregistreurs de valeur mesurée enregistrant des grandeurs mesurées, ce qui présente l'avantage que plusieurs enregistreurs de valeur mesurée peuvent être reliés par transmission de signaux au moyen de la surface de contact mise en contact avec le milieu. On peut concevoir de la même façon de prévoir plusieurs surfaces de contact au lieu d'une unique surface de contact, chaque surface de contact étant attribuée à un enregistreur de valeur mesurée respectif. Dans ce contexte, chaque surface de contact individuelle des différents enregistreurs peut avoir un contact avec le milieu au moyen de respectivement un évidement séparé dans la masse de scellement. Le capteur intégré à l'intérieur de la masse de scellement peut être par exemple un capteur mixte, qui convient pour l'enregistrement de la pression s'appliquant dans le milieu ou de la température du milieu.
Il est prévu de préférence un autre enregistreur de pression pour la mesure de pression, dont la surface de contact est reliée au moins par conduction de pression à l'atmosphère. A cet effet, l'enregistreur de pression également intégré au moins partiellement dans le noyau de scellement est relié au moyen d'un canal conçu dans l'enveloppe de scellement par conduction de pression à l'atmosphère. A l'aide de l'enregistreur de pression, on effectue un enregistrement avantageux de la pression absolue, qui est utilisée en particulier pour pouvoir étalonner éventuellement l'enregistreur de valeur mesurée, qui est en contact avec le milieu liquide, et mettre en rapport de manière appropriée la pression mesurée de façon relative au moyen de l'enregistreur de valeur mesurée.
L'entrée du canal dans la masse de scellement est étanchéifiée ici en particulier avec une membrane, de sorte qu'en particulier la pénétration d'humidité ou la salissure du canal sont évitées de façon avantageuse. L'enregistreur de pression est relié bien entendu par génération de signaux également aux conducteurs formant un grillage estampé, du dispositif selon l'invention. L'entrée de canal, qui établit la liaison avec l'atmosphère, est prévue en particulier sur le côté, opposé à l'espace de mesure, du dispositif dans la zone d'un panier d'enfichage formé par l'enveloppe de scellement et recevant les branchements électriques.
Au moins l'un des conducteurs présente également un brin conducteur dépassant de la masse de scellement, qui permet d'enregistrer de façon avantageuse les propriétés électriques du milieu et de déterminer ainsi certains paramètres, comme par exemple la concentration d'éthanol pour les carburants. D'autre part, on peut déterminer également la qualité de l'éthanol ajouté au carburant. Le dispositif selon l'invention présente de préférence une pluralité de tels brins conducteurs dépassant de la masse de scellement. Les brins conducteurs dépassent en particulier dans un espace de mesure à former par exemple à partir de zones partielles du dispositif selon l'invention, espace dans lequel habituellement le milieu à étudier est présent. L'espace de mesure est formé ici par le dispositif selon l'invention et un corps de bride à relier au dispositif. Les brins conducteurs dépassant de la masse de scellement sont structurées au plan physique ou chimique de préférence dans leur zone de sortie à partir de la masse de scellement, de sorte que la pénétration du milieu à l'intérieur du dispositif est évitée et donc une étanchéité aux milieux avantageuse peut être garantie. Les extrémités des brins conducteurs peuvent être reliées les unes aux autres au moyen d'une bague de retenue conçue en plastique pour une résistance améliorée aux vibrations.
Selon un autre perfectionnement de l'invention, il est prévu que l'enveloppe de scellement est conçue à base d'un matériau présentant des propriétés résistantes ou stables aux milieux, sachant que de préférence un thermoplastique, en particulier un polyamide partiellement aromatique, peut être utilisé. L'utilisation d'un tel plastique selon l'invention présente également l'avantage, outre sa résistance vis-à-vis des milieux corrosifs, qu'il peut être travaillé par des procédés de fabrication avantageux. A cet effet, on peut appliquer en particulier un procédé de moulage par injection, avec l'avantage que la périphérie de l'enveloppe de scellement n'a pas besoin d'un usinage ultérieur.
Dans le cas d'un véhicule automobile, pour lequel une protection indépendante est demandée, il est prévu que le véhicule présente un dispositif présentant les caractéristiques mentionnées plus haut. On note ici l'utilisation du dispositif selon l'invention notamment dans des conduites véhiculant par exemple de l'huile ou du carburant d'un véhicule automobile. De ce fait, on peut tirer en particulier des conclusions correspondantes sur les présentes grandeurs d'état ou propriétés du milieu guidé dans les conduites. En fonction des données enregistrées, on peut effectuer alors une commande ciblée par l'électronique du véhicule.
Il est prévu également un procédé pour la fabrication d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel également une protection indépendante est demandée, dans lequel au moins un enregistreur de valeur mesurée est fixé sur au moins un conducteur, au moins une partie de conducteur équipée de l'enregistreur est surmoulée au moins partiellement et un noyau de scellement avec un enregistreur enrobé au moins partiellement à l'intérieur est généré, et ensuite la partie de conducteur équipée du noyau de scellement fait l'objet d'un surmoulage final et une enveloppe de scellement est générée, un évidement formant l'accès de la périphérie de l'enveloppe de scellement à l'enregistreur étant maintenant libre par une pièce moulée.
De telles étapes de procédé selon l'invention permettent de générer un dispositif à l'intérieur duquel l'enregistreur de valeur mesurée enregistrant au moins une grandeur d'état est logé de façon avantageusement étanche et présente en même temps un accès au milieu. Un pré- conditionnement complexe de l'enregistreur de valeur mesurée à l'intérieur d'un module capteur à réaliser par exemple séparément auparavant peut être supprimé avantageusement, de sorte que la fabrication est simplifiée. En l'occurrence, l'enregistreur ou les enregistreurs de valeur mesurée utilisés et d'autres composants électriques éventuels sont montés sur plusieurs conducteurs formant un grillage estampé et sont reliés par génération de signaux aux conducteurs, comme par exemple par collage conducteur ou soudage de fil. Ensuite, les conducteurs équipés de l'enregistreur de valeur mesurée et les composants électriques également disposés dessus reçoivent du fait du surmoulage un agencement structurel fixe. Il peut être prévu ici éventuellement qu'une partie des composants électroniques soit montée sur une plaquette de circuits imprimés, qui est reliée pour sa part au grillage estampé. Après la fabrication du noyau de scellement, dans laquelle une libération sur une grande surface du trou d'accès vers la surface de contact de l'enregistreur est garantie, aussi bien le noyau de scellement qu'en particulier tous les conducteurs font l'objet d'un surmoulage final et une enveloppe de scellement est générée, au moins un évidement formant l'accès à l'enregistreur étant maintenu libre par en particulier une pièce moulée prévue à cet effet. Ainsi, lors de la fabrication en deux étapes du dispositif selon l'invention, il est toujours garanti que le milieu a un accès à la surface de contact du au moins un enregistreur de valeur mesurée.
Un perfectionnement du procédé selon l'invention prévoit que l'enregistreur est amené en appui avec au moins une zone partielle de ses surfaces de contact enregistrant des grandeurs mesurées de façon étanche avec une ouverture d'un passage généré lors de la préfabrication dans l'un des conducteurs, et la pièce moulée est posée lors du surmoulage sur l'ouverture opposée du passage de conducteur pour la formation de l'évidement. L'agencement de la surface de contact sur une ouverture d'un passage généré auparavant dans un conducteur et le surmoulage consécutif de l'enregistreur et de la partie de conducteur correspondante présentent l'avantage que, lors d'une telle fabrication, on peut garantir une étanchéité relativement élevée entre la surface de contact et la surface de conducteur en appui avec la surface de contact de l'enregistreur. Une pénétration du milieu par la zone de liaison et d'assemblage à l'intérieur du dispositif, en particulier dans le noyau de scellement, est pratiquement exclue de cette façon.
Un exemple de réalisation de l'invention, duquel découlent d'autres caractéristiques inventives, est représenté sur le dessin. Sur ce dessin,
la figure 1 montre une vue en perspective du dispositif selon l'invention en liaison avec un corps de bride formant l'espace de mesure pour le milieu en coupe, et
la figure 2 une vue partielle du dispositif selon l'invention en coupe.
Par 1, on désigne un dispositif pour l'enregistrement 35 des grandeurs d'état d'un milieu, qui est relié de façon étanche à un corps de bride 2, de telle sorte qu'un espace de mesure 3 est formé dans une zone entre ces composants. Le corps de bride 2 présente en particulier un branchement 30 d'alimentation 4 avec des canaux 5, 6, par lesquels une partie du milieu provenant d'une conduite d'arrivée non représentée est déviée de façon continue dans l'espace de mesure 3. Ainsi, un contrôle continu des grandeurs d'état du milieu est possible. Le dispositif 1 présente en particulier plusieurs conducteurs 7, 8 formés comme grillage estampé, un conducteur 7 présentant un passage de matériau 9 en forme de trou, passage dont une ouverture est fermée de façon étanche par une surface de contact d'un enregistreur de valeur mesurée 10. Le dispositif 1 présente un autre enregistreur de pression 11, qui est relié par un canal 12 avec conduite de la pression à l'atmosphère pour l'enregistrement de la pression absolue.
Comme on peut le voir nettement sur la figure 2, afin d'éviter le contact direct de l'enregistreur de valeur mesurée 10, de l'enregistreur de pression 11 et des autres composants 13, 14 électriques avec le milieu à contrôler, ces composants et des parties prédéterminées, respectivement attribuées, des conducteurs 7, 8 sont pratiquement enfermés et enrobés par un noyau de scellement 15. Le noyau de scellement 15 formé par exemple d'un thermoplastique n'est cependant pas formé dans la zone du passage de matériau 9 en forme de trou, de sorte que l'accès à la surface de contact de l'enregistreur de valeur mesurée 10 est garanti. Autour du noyau de scellement 15 est formée ensuite une enveloppe de scellement 18, entourant pratiquement complètement aussi bien le noyau de scellement 15 que les branchements électriques 16, 17 (figure 1) des conducteurs 7, 8, à base d'un matériau résistant aux milieux. Dans le cas présent, un évidement 19 attribué au passage de matériau 9, en particulier en forme d'entonnoir, est formé au moyen de l'enveloppe de scellement 18. La surface de paroi respectivement la paroi de l'évidement 19 est formée ici en particulier par l'enveloppe de scellement 18 même, qui est pulvérisée de préférence jusque dans la zone de l'ouverture opposée du passage de matériau 9 sur la surface du conducteur 7. Dans le même temps, également un panier d'enfichage 20 recevant les branchements électriques 16, 17 est formé au moyen de l'enveloppe de scellement 18, panier sur lequel ou par lequel une fiche d'une ligne de liaison électrique peut être enfoncée de façon avantageuse. L'entrée du canal 12, par laquelle une liaison conductrice de pression de l'enregistreur de pression 11 avec l'atmosphère est créée, est prévue en particulier dans la zone à côté du panier d'enfichage 20 dans la masse de scellement 18. L'entrée du canal 12 est rendue étanche respectivement fermée de préférence par une membrane 21 flexible et donc conductrice de pression. En particulier quatre brins conducteurs 22 à 25, reliées aux conducteurs 7, 8, dépassent également de la masse de scellement 18 à l'intérieur de l'espace de mesure 3 pour le milieu. Les brins conducteurs 22 à 25 ont la fonction d'électrodes, de sorte qu'elles permettent de déterminer les propriétés électriques du milieu à mesurer, comme par exemple la concentration d'éthanol ou la qualité d'éthanol dans le cas de carburants. Les extrémités supérieures des brins conducteurs sont reliées les unes aux autres au moyen d'une bague de retenue 26 formée à base de plastique, ce qui permet d'obtenir une résistance aux vibrations avantageuse de ces extrémités.
Le procédé mis en oeuvre lors de la fabrication du dispositif 1 est en particulier un processus de fabrication à deux niveaux, se déroulant directement l'un derrière l'autre.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Dispositif pour enregistrer des grandeurs d'état physiques d'un milieu, par exemple la pression ou la température d'un liquide, comprenant au moins un enregistreur de valeur mesurée, qui est relié par transmission de signaux à au moins un conducteur électrique, au moins une partie du conducteur présentant l'enregistreur étant insérée dans une masse de scellement, caractérisé en ce que la masse de scellement est formée à base d'au moins un noyau de scellement (15) et d'une enveloppe de scellement (18) enfermant la noyau de scellement (15), et en ce qu'au moins un évidement (19) est prévu dans la masse de scellement pour un accès conducteur de milieu à une surface de contact de l'enregistreur (10).
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement (19) va jusqu'à une zone de surface de la partie de conducteur enrobée, la partie de conducteur présentant un passage de matériau (9) pour le milieu, et l'enregistreur (10) étant disposé sur une surface, opposée au milieu, de la partie de conducteur.
- 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enregistreur (10) est disposé de façon à recouvrir de façon étanche avec sa surface de contact le passage (9) sur la surface opposée du conducteur (7).
- 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un support de circuit, sur lequel d'autres composants (13, 14) électroniques sontdisposés, est disposé sur le conducteur (7, 8).
- 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enregistreur de valeur mesurée (10) fait partie d'un capteur avec différents enregistreurs de valeur mesurée enregistrant des grandeurs de mesure.
- 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un autre enregistreur de pression (11) est prévu pour la mesure de pression, dont la surface de contact est reliée à l'atmosphère au moins par conduite de pression.
- 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins l'un des conducteurs (7,
- 8) présente un brin conducteur (21 à 25) dépassant de la masse de scellement. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'enveloppe de scellement (18) est formée à base d'un matériau présentant des propriétés résistantes aux milieux.
- 9. Véhicule doté d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.
- 10. Procédé pour la fabrication d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au moins un enregistreur de valeur mesurée (10) est fixé par transmission de signaux sur au moins un conducteur (7, 8), 35 au moins une partie de conducteur équipée de l'enregistreur (10 ) est surmoulée au moins partiellement et un noyau de scellement (15) est généré avec un enregistreur (10) enrobé dedans au30moins partiellement, et ensuite la partie de conducteur équipée du noyau de scellement (15) fait l'objet d'un surmoulage final et une enveloppe de scellement (18) est générée, un évidement (19) formant l'accès à l'enregistreur (10) étant maintenu libre par une pièce moulée.
- 11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'enregistreur (10) est mis en appui avec au moins une zone partielle de sa surface de contact enregistrant des grandeurs mesurées de façon étanche avec une ouverture d'un passage (9), généré lors de la préfabrication, dans l'un des conducteurs (7, 8), et la pièce moulée est posée lors du surmoulage sur l'ouverture opposée du passage (9) dans le conducteur (7) pour former l'évidement (19). 14
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