FR3036484A1

FR3036484A1 - Detecteur et procede de fabrication associe

Info

Publication number: FR3036484A1
Application number: FR1554661A
Authority: FR
Inventors: Pierre Mousseau; Pierre-Yves Jouan; Christophe Plot; Alain Sarda; Axel FERREC; Nadine Allanic; Remi Deterre
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite de Nantes
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite de Nantes
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2016-11-25
Anticipated expiration: 2035-05-22
Also published as: WO2016189231A1; FR3036484B1

Abstract

L'invention concerne un détecteur (10) comprenant un boîtier (12) définissant une cavité tubulaire (14) ouverte à une extrémité dudit boîtier (12) dans laquelle est agencé un support (20) en matériau électriquement et thermiquement isolant et ayant un coefficient de conduction thermique inférieur au coefficient de conduction thermique du boîtier (12), au moins une première paire de broches (28) réalisées en matériau électriquement conducteur étant logées dans le support (20) et ayant des premières extrémités (30) qui affleurent une face externe (32) dudit support (20), lesdites premières extrémités de ladite première paire (28) étant reliées par un premier élément résistif dont l'impédance varie avec un premier paramètre physique.

Description

1 DETECTEUR ET PROCEDE DE FABRICATION ASSOCIE L'invention concerne un détecteur sensible, par exemple, à une variation de température et/ou de pression ainsi qu'un moule de fabrication de polymères comprenant un tel détecteur. Lors des opérations d'élaboration de pièces en polymères dans un moule, il est nécessaire de connaitre en temps réel les conditions de température et de pression régnant dans le moule au plus près de la « pâte » polymère en transformation. En effet, la connaissance des paramètres de production, tels que la température et la pression permet de réaliser un contrôle et un suivi de la production de la matière polymère et au besoin permet d'ajuster les conditions d'élaboration du polymère en cours de formation. Pour cela, de nombreux capteurs sont disponibles mais sont toutefois limités par les conditions particulières de température et de pression régnant à l'intérieur du moule et par le manque de sensibilité de ces capteurs commerciaux. Les capteurs ou détecteurs connus peuvent être classés en deux grandes familles. La première concerne les détecteurs intrusifs, c'est-à-dire débouchant à l'intérieur du moule et les détecteurs non intrusifs, c'est-à- dire ne débouchant par à l'intérieur du moule. Ces détecteurs peuvent être du type thermocouple, RTD désignant l'acronyme anglais de Resistance Temperature Detector ou thermistance. Les capteurs non intrusifs utilisés à l'heure actuelle sont principalement des capteurs à thermocouples. Il est par exemple connu du document W02014104077 de loger trois jonctions thermocouples dans un bloc de matière intégré à un boîtier. Ces jonctions sont agencées successivement les unes aux dessus des autres. La surface externe du boîtier est destinée à venir affleurer la surface interne d'un moule. Ce type de capteur permet une détection de température ou d'un flux de chaleur à l'intérieur du moule mais qui reste imprécise du fait que les jonctions 3036484 2 thermocouples ne sont pas au plus près de la matière. Ce type de capteur a un délai de réponse assez élevé du fait de l'inertie thermique dû au boîtier et au bloc de matière et ne permet pas de mesurer de faible quantité de flux thermique. Les mêmes difficultés se posent dans le document 5 US2008170600A1. Parmi les capteurs dits débouchants, on connait des capteurs qui utilisent des couches minces afin d'avoir une information au plus près de la matière. Les résistances déposées en couches minces permettent d'obtenir 10 une mesure de température précise et localisée. Lichtenwalner et al. [D.J. Lichtenwalner et al. / Sensors and Actuators A 135 (2007) 593-597] ont ainsi mis au point un concept de capteur capable d'évaluer plusieurs grandeurs physiques différentes, à savoir la température et la contrainte. Ceci est rendu possible grâce à l'intégration d'éléments conçus à partir de 15 deux matériaux : le platine et le Nickel-Chromium. Toutefois, la connexion des couches minces avec des fils de cuivre pour pouvoir récupérer le signal électrique est à l'origine de nombreux disfonctionnement (court-circuit, mauvais contact, oxydation,...). Il est connu du document US4245500 d'intégrer dans un milieu 20 solide un capteur constitué de deux éléments thermoélectriques superposés qui permettent la mesure d'un écart de température entre eux. Ces éléments sont intégrés dans une capsule qui a une conductivité thermique identique à celle du milieu. Les éléments sensible sont en alliages métalliques (Chromel et Alumel) et d'épaisseurs relativement 25 importantes et de l'ordre du millimètre impliquant un temps de réponse élevé. La sensibilité du capteur reste également faible, similaire à celle des thermocouples classiques. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique aux problèmes de l'art antérieur décrit 30 précédemment. A cette fin, elle propose un détecteur sensible à une variation de 3036484 3 température, comprenant un boîtier définissant une cavité tubulaire ouverte à une extrémité dudit boîtier dans laquelle est agencé un support en matériau électriquement et thermiquement isolant et ayant un coefficient de conduction thermique inférieur au coefficient de conduction thermique du 5 boîtier, au moins une première paire de broches réalisées en matériau électriquement conducteur étant logées dans le support et ayant des premières extrémités qui affleurent une face externe dudit support, lesdites extrémités de ladite première paire de broches étant reliées par un premier élément résistif dont l'impédance varie avec la température.

10 La configuration du détecteur ou capteur selon l'invention permet d'avoir au moins un premier élément sensible à la surface d'un support. Ce support peut ainsi être intégré de manière à ce que sa surface externe affleure la face interne d'un moule. Le capteur selon l'invention, qui pourrait être considéré comme intrusif puisque l'élément sensible est destiné à être 15 agencé dans le moule, peut en pratique être considéré comme un capteur non intrusif du fait de la très faible épaisseur de l'élément sensible destiné à être agencé dans le moule. Le contact direct de l'élément résistif avec le milieu permet de réduire le temps de réaction de l'ensemble de la chaine d'acquisition de mesure et permet d'augmenter notablement la sensibilité 20 du détecteur par rapport aux détecteurs à élément sensible non débouchant. L'intégration à étanchéité des broches dans un support permet d'éviter les fuites de matière dans le support. L'utilisation d'un support ayant un faible coefficient de conduction thermique et inférieur à celui du 25 boîtier permet de limiter la conduction de chaleur vers le boîtier. Le boîtier entourant le support permet de garantir une bonne tenue mécanique à l'ensemble support et broches lorsque celui-ci est intégré dans la paroi d'un moule. Ledit au moins un élément résistif a, de préférence, une épaisseur 30 inférieure à 10 pm, plus préférentiellement inférieure à 2 pm et encore plus préférentiellement comprise entre 500 nm et 2 pm.

3036484 4 Selon une réalisation particulière de l'invention, le dispositif comprend une seconde paire de broches reliées par un second élément résistif dont l'impédance varie avec un second paramètre physique. Lorsque le premier paramètre physique est différent du second 5 paramètre physique, le premier paramètre physique étant par exemple la température et le second paramètre physique étant la pression, il est ainsi possible avec le premier élément de mesurer une variation de température et avec le second élément de mesurer une variation de pression. Il est également possible avec ce dispositif de découpler l'influence du premier 10 paramètre physique sur la mesure de l'impédance du second élément qui est fonction du second paramètre physique et inversement. Dans cette réalisation, le premier élément et le second élément peuvent être agencés sur ladite face du support de manière à être sensiblement parallèles l'un à l'autre. Cette configuration permet d'avoir 15 des mesures par les premier et second éléments qui sont réalisées dans le même plan de fonctionnement. Ce montage permet d'avoir une symétrie de la face active du détecteur. Selon une autre réalisation possible de l'invention, le premier paramètre physique et le second paramètre physique sont identiques et le 20 premier élément et le second élément sont portés par la face externe du support de manière à ce que le premier élément soit agencé selon l'axe du boîtier entre la face externe du support et le second élément et séparé du second élément par une couche isolante. Dans cette configuration, lorsque le premier et le second paramètres 25 physiques sont la température, par exemple, il est possible avec un tel agencement de mesurer un flux de chaleur entre le premier élément et le second élément. L'épaisseur de la couche isolante est déterminée en relation avec l'épaisseur de chacun des premier et second éléments de manière à avoir une différence d'impédance significative et quantifiable 30 entre lesdits deux premier et second éléments. Dans une réalisation pratique de ce mode de réalisation, le premier 3036484 5 élément résistif et le second élément résistif sont chacun orienté dans une direction donnée sensiblement perpendiculaire à l'axe du boîtier, lesquelles directions étant perpendiculaires l'une à l'autre. La zone de recouvrement des premier et second éléments peut ainsi être considérée comme 5 représentative du point de mesure. L'utilisation d'un tel agencement des premier et second éléments permet de faire passer plus facilement les premières et secondes broches dans un support de faible dimension, en particulier de faible diamètre lorsque celui-ci est à section circulaire. Une couche de protection électrique recouvre de préférence ledit au 10 moins premier élément résistif. La couche de protection est de préférence une couche de passivation, réalisée par exemple en nitrure de silicium ou d'aluminium. Elle permet également de protéger le premier élément d'un contact avec l'oxygène, afin d'éviter son oxydation. La couche de protection a de préférence une épaisseur de l'ordre de 15 quelques centaines de nanomètres. Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier comprend un épaulement interne sur lequel le support est monté en appui. Cet épaulement est destiné à permettre un bon appui mécanique du support sur l'épaulement du boîtier qui est lui destiné à venir se fixer sur une paroi 20 d'un moule. Les broches de ladite au moins première paire sont de préférence de géométries identiques et agencées de manière symétrique par rapport à l'axe du boîtier. Les broches peuvent avoir un diamètre inférieur au millimètre.

25 Le boîtier tubulaire peut avoir une face externe de forme cylindrique pourvue d'un filetage pour la fixation de celui-ci dans une ouverture d'un moule. Ledit au moins premier l'élément peut être réalisé dans l'un des matériaux suivants : un matériau métallique, un oxyde en particulier oxyde 30 de nickel, un matériau semi-conducteur ou un alliage métallique. Ladite au moins une première paire de broches est réalisée dans un 3036484 6 matériau métallique. Les broches de la première paire peuvent comprendre des secondes extrémités opposées aux premières extrémités et reliées à des bornes d'un circuit électrique de manière à ce que le capteur forme l'un des composants 5 d'un montage électrique en pont de Weatstone. Le circuit électrique peut être relié à des moyens de détection synchrone. L'invention concerne également un moule de fabrication de pièces en polymère comprenant une enceinte fermée destinée à recevoir un matériau polymère et dont une paroi de l'enceinte est traversée par au 10 moins un détecteur tel que décrit précédemment, la face externe du détecteur située du côté des premières extrémités des broches étant agencée de manière à affleurer une surface interne de l'enceinte. L'invention concerne encore un procédé de réalisation d'un détecteur du type décrit ci-dessus, consistant à : 15 - fournir un boîtier tubulaire, - fournir un support en matériau électriquement et thermiquement isolant et ayant un coefficient de coefficient de conduction thermique inférieur au coefficient de conduction thermique du boîtier, - insérer une première paire de broches dans le support de manière à 20 ce que des premières extrémités des broches affleurent une surface externe du support et braser les broches dans le support, - fixer le support dans le boîtier par brasure, - déposer au moins un premier élément résistif, dont l'impédance varie avec un premier paramètre physique, sur la surface externe du 25 support de manière à relier lesdites deux premières extrémités de la première paire de broches' - déposer une couche de protection électrique au-dessus du premier élément et de la surface externe du support. Le dépôt dudit au moins premier élément peut être réalisé par 30 pulvérisation cathodique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à 3036484 7 la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un détecteur selon l'invention ; 5 la figure 2 est une vue schématique du dessus du détecteur de la figure 1 ; la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un second mode réalisation de l'invention ; la figure 4 est une vue schématique du dessus du second mode 10 réalisation de l'invention ; la figure 5 est une vue schématique du dessus d'un détecteur selon un troisième second mode réalisation de l'invention ; les figures 6 et 7 sont des représentations schématiques de deux types de liaison des broches à un élément conducteur dans un détecteur 15 selon l'invention ; la figure 8 est une vue schématique des étapes du procédé de réalisation du détecteur des figures 1 à 3 ; la figure 9 est une vue schématique des étapes du procédé de réalisation du détecteur de la figure 4 ; 20 la figure 10 est une vue schématique des étapes du procédé de réalisation du détecteur de la figure 5 ; la figure 11 est une vue schématique d'un circuit de détection à pont de Wheatstone en montage résistif intégrant un détecteur selon l'invention ; la figure 12 est une vue schématique d'un circuit de détection à pont de 25 Wheatstone en montage capacitif intégrant un détecteur selon l'invention ; la figure 13 est une représentation schématique d'un circuit en pont de Wheatstone comprenant un premier et un second éléments résistifs sensibles à une variation de température ; 30 La figure 14 est une représentation schématique de l'intégration d'un 3036484 8 détecteur selon l'invention dans un moule. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un détecteur 10 selon l'invention comprenant un boîtier 12 tubulaire de forme cylindrique définissant intérieurement une cavité 14 entre une première extrémité 16 et 5 une seconde extrémité 18 et dans laquelle est monté un bloc support 20 en matériau électriquement isolant et ayant un coefficient de conduction thermique inférieur au coefficient de conduction thermique du boîtier 12. Le bloc support 20 comprend une première extrémité 22 et une seconde extrémité 24 et est monté depuis la première extrémité 18 du boîtier 12 de 10 manière à venir en appui axial sur un épaulement annulaire 26 radial interne du boîtier 12. Le support 20 comprend une première paire de broches 28 réalisées dans un matériau électriquement conducteur. Ces premières broches 28 comprennent chacune une première extrémité 30 affleurant la surface externe 32 du support 20, laquelle affleure elle-même 15 le bord annulaire de la première extrémité 18 du boîtier cylindrique 12. Les premières broches 28 comprennent également chacune une seconde extrémité 34 opposée à la première extrémité 30. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, des chanfreins 36 sont réalisés au niveau des débouchés des orifices de logement des 20 premières broches 28 sur la face externe 32. De même, des chanfreins 36 sont réalisés sur le support 20 et le boîtier 12 au niveau de la première extrémité 18 du boîtier 12. Ces zones chanfreinées sont destinées à permettre une soudure, par brasure par exemple, du boîtier 12 et du support 20 et des premières broches 28 avec le support 20. De cette 25 manière, les zones de fixation des pièces ne sont pas formées en saillie sur la première face, c'est-à-dire la face externe 32 du support 20, ce qui permet un polissage aisé de la face externe 32 du support 20 comme cela apparaitra plus clairement en relation avec la figure 8 par exemple, décrivant un procédé de réalisation d'un détecteur selon l'invention. Les 30 brasures sont effectuées de manière à pouvoir résister jusqu'à une température de l'ordre de 300°C.

3036484 9 Les premières extrémités 30 des premières broches 28 sont reliées l'une à l'autre par un premier élément résistif 38 sensiblement rectiligne dont l'impédance varie avec un premier paramètre physique (figure 2). Ce paramètre physique peut être par exemple la température ou la pression.

5 Les figures 3 et 4 représentent un second mode de réalisation d'un détecteur 39 selon l'invention dans lequel le support comprend une seconde paire de broches 40. Les premières broches 40 sont reliées l'une à l'autre par un premier élément 38 dont l'impédance peut varier avec un premier paramètre physique comme décrit précédemment et les secondes 10 broches 40 sont reliées l'une à l'autre par un second élément sensiblement rectiligne 42 dont l'impédance varie avec un second paramètre physique. Ce second paramètre physique peut être la température ou la pression par exemple. Dans ce second mode de réalisation de l'invention, le premier 15 paramètre physique et le second paramètre physique sont différents. Le premier paramètre physique est choisi pour correspondre à la température et le second paramètre physique est choisi pour correspondre à la pression. De cette manière, un premier élément 38 permet par mesure de son impédance de déterminer la température de l'environnement physique 20 dans lequel il est immergé et un second élément 42 permet par mesure de son impédance de déterminer la pression de l'environnement physique dans lequel il est immergé. L'utilisation de deux éléments 38, 42 sensibles à deux paramètres physiques différents permet de découpler les effets du premier paramètre physique sur la mesure de l'impédance du second 25 élément 42 sensible au second paramètre physique et inversement. Dans cette réalisation, le premier élément 38 est sensiblement parallèle au second élément 42. Toutefois, d'autres orientations du premier 38 élément par rapport au second élément 42 peuvent être utilisées. La figure 5 représente un troisième mode de réalisation d'un 30 détecteur 43 selon l'invention comprenant également une première paires de broches 28 et une seconde paire de broches 40 et également un 3036484 10 premier élément 44 de jonction électrique des premières broches 28 et un second élément 46 de jonction électrique des secondes broches 40. Le premier élément 44 est agencé entre la face externe 32 du support 12 et le second élément 46, le premier élément 44 et le second élément 46 étant 5 séparés par une couche isolante dont l'épaisseur est choisie de manière à ce que le premier 44 et second 46 éléments, réalisés dans un même matériau, présentent une différence d'impédance significative et quantifiable permettant ainsi de procéder à une détermination d'une valeur de flux de chaleur.

10 Dans cette réalisation, le premier élément résistif 44 et le second élément résistif 46 sont sensiblement perpendiculaire à l'axe 47 du boîtier 12 (figures 1 et 5). De plus, le premier 44 et le second 46 éléments rectilignes sont sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre de manière à avoir une zone de recouvrement centrale.

15 Bien que cela ne soit pas représenté pour ce qui concerne les réalisations des figures 3 à 5, des chanfreins 36 peuvent également être réalisés comme cela a été décrit en référence à la figure 1. On comprend également que le capteur peut comprendre un nombre de paires de broches supérieur à deux comme décrit en référence aux 20 figures 3 à 5. Il serait ainsi possible de réaliser un détecteur comprenant 3 ou 4 paires de broches, la limite du nombre de broches étant essentiellement fonction de la surface externe du détecteur pour y agencer les éléments résistifs. Les figures 6 et 7 représentent deux modes de liaison de broches 48 25 à un élément résistif 50. Cette liaison peut être réalisée de manière à ce que les extrémités de l'élément résistif 48 soient directement en contact avec les premières extrémités 34 des broches 48 (figure 6). Cette liaison peut encore être réalisée de manière à ce que les extrémités de l'élément résistif 51 soient directement en contact avec une couche isolante 52 d'une 30 épaisseur de l'ordre de quelques micromètres, laquelle couche isolante 52 recouvrant les premières extrémités 30 des broches 48 (figure 7).

3036484 11 On se réfère maintenant à la figure 8 qui représente schématiquement les étapes d'un procédé de réalisation du détecteur des figures 1 et 2. Tout d'abord, les différents pièces constitutives du détecteur 10 sont 5 réalisées indépendamment les unes des autres. Le support 20 est inséré dans le boîtier 12 par la première extrémité de celui-ci jusqu'à ce que le support vienne en butée sur l'épaulement annulaire interne du boîtier 12, la face externe du support affleurant alors le premier bord annulaire du boîtier 12. Dans une seconde étape II, un opérateur procède à un brasage 10 du support 20 sur le boîtier 12 et un brasage des premières broches 28 dans le support 20. Dans une troisième étape III, un masque 54 est appliqué sur la face externe du support 20, ce masque 54 comprenant une ouverture de forme identique à la forme souhaitée pour l'élément résistif 38. Le procédé consiste à réaliser un dépôt, d'un matériau métallique ou semi- 15 conducteur sensible à un premier paramètre physique donné, par pulvérisation cathodique réactive tel qu'un dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma sur le masque 54, ce qui conduit à la formation d'un élément résistif 38 de forme correspondante à l'ouverture du masque 54. Dans une quatrième étape IV, le procédé consiste à former une couche 56 20 de passivation au-dessus de l'élément résistif 38 de manière à former une barrière de protection électrique de l'élément résistif 38. Notons que lorsque que l'on souhaite réaliser une liaison entre les broches 28 et l'élément résistif 38 du type capacitif comme représenté en figure 7, on effectue alors une opération intermédiaire de dépôt d'une 25 couche isolante 52 sur la surface externe du support 20 avant l'application d'un masque 54 et le dépôt en phase vapeur de l'élément résistif. La figure 9 représente schématiquement les étapes d'un procédé de réalisation du détecteur des figures 3 et 4. Tout d'abord, les différentes pièces constitutives du détecteur 39 sont réalisées indépendamment les 30 unes des autres, à savoir les premières 28 et secondes 40 broches, le support 20 comportant quatre perçages de formes adaptées à recevoir par 3036484 12 glissement les premières 28 et secondes 40 broches, et le boîtier 12. Dans une seconde étape II, un opérateur, après assemblage des pièces, procède au brasage des premières 28 et secondes 40 broches avec le support 20 et du support 20 dans le boîtier 12. Dans une troisième étape III, un premier 5 masque 56 comportant une ouverture allongée rectiligne est agencée sur le support 20. On effectue ensuite un premier dépôt en phase vapeur d'un matériau sensible à la température sur le masque 56 ce qui conduit à la formation sur le support d'un premier élément résistif 38 de forme identique à celle de l'ouverture du premier masque 56. Dans une quatrième étape IV, 10 un second masque 58 ayant une ouverture allongée rectiligne est agencé sur le support. Le masque 58 est positionné sur le support afin que l'ouverture rectiligne soit sensiblement parallèle au premier élément résistif 38. On procède ensuite à un dépôt par pulvérisation en phase vapeur sur le second masque 58 d'un matériau sensible à la pression ce 15 qui conduit à la formation d'un second élément résistif 42 sensible à la pression sur le support. Enfin, dans une cinquième étape V, un opérateur procède à un dépôt d'une couche 60 de passivation de manière similaire à ce qui a été décrit en référence à la figure 8. La figure 10 représente schématiquement les étapes d'un procédé 20 de réalisation du détecteur 43 de la figure 5. Les étapes I à V décrites sont identiques à celles décrites en référence à la figure 9. Toutefois, le procédé en relation avec la figure 10 diffère du procédé de la figure 9 en ce qu'il comprend une étape intermédiaire III-I. Egalement, le matériau déposé par pulvérisation en phase vapeur lors des étapes III et IV sont identiques de 25 sorte que le premier élément 44 et le second élément 46 présentent tous les deux une sensibilité à un même paramètre physique qui est ici la température. De plus, les premier 62 et second 64 masques sont conformés et positionnés sur le support de manière à ce que les premier 44 et second 46 éléments résistifs soient perpendiculaires l'un à l'autre.

30 L'étape III-I consiste essentiellement à réaliser le dépôt d'une couche isolante 66 sur le premier élément résistif 44, immédiatement après 3036484 13 avoir retiré le premier masque 62. De cette manière, le second élément résistif 46 est formé au-dessus de la couche isolante 66 qui sépare ainsi le premier élément résistif 44 du second élément résistif 46. Lorsque l'on souhaite faire une mesure ponctuelle de température, il 5 est souhaitable que l'élément résistif 38 soit dans un matériau semi- conducteur, tel qu'un oxyde de nickel, de magnésium ou de manganèse dont la résistivité varie exponentiellement avec la température, ce qui permet d'obtenir une bonne précision de la valeur de température. Ce type d'élément résistif peut être utilisé dans les modes de réalisation 10 représentée aux figures 1 et 4. L'élément résistif a de préférence une longueur inférieure au centimètre. Il serait possible avec ces matériaux d'envisager un dépôt quasi-ponctuel de l'élément résistif. Ce type de matériau peut être utilisé en relation avec un montage avec liaison directe des broches à l'élément résistif 50 comme en référence à la figure 6 ou par 15 liaison indirecte par l'intermédiaire d'une couche isolante comme décrit en référence à la figure 7. Lorsque l'on souhaite faire une mesure dite « intégrée » de température sur une surface, il est souhaitable que l'élément résistif 38 soit dans un matériau conducteur dont la résistivité varie linéairement avec la 20 température tel que par exemple du nickel dont la linéarité jusqu'à 200°C est remarquable, du platine ou de l'or dont la linéarité est également bonne sur une large plage de température et qui a une bonne stabilité thermique. Il serait également possible d'utiliser de du cuivre mais sa stabilité thermique est inférieure. Pour obtenir la sensibilité recherchée, l'élément 25 résistif devrait avoir une longueur plus importante, c'est-à-dire supérieure ou égale à 1 centimètre. L'élément résistif peut avoir la forme d'un serpentin linéaire ou circulaire. Pour réaliser une mesure de la pression, il est possible d'utiliser des alliages métalliques dont la résistivité varie avec un facteur de jauge. Ces 30 alliages métalliques sont par exemple : un alliage de nickel et de cuivre, un alliage de nickel et de chrome, un alliage de nickel, de chrome, de cuivre et 3036484 14 de fer ou un alliage de platine et de tungstène. La longueur de l'élément résistif est de préférence supérieur ou égale à 1 cm. Il serait également possible d'envisager des dépôts sous la forme de serpentins linéaires ou circulaires sur une longueur plus importante de la face externe du support 5 pour augmenter la sensibilité du détecteur ainsi formé. Lorsque l'on souhaite faire une mesure d'un flux de chaleur, il est possible d'utiliser des métaux dont la résistivité varie linéairement avec la température, tels que du nickel, du platine, de l'or ou du cuivre. Ce type d'élément résistif peut être utilisé dans le mode de réalisation représenté en 10 figure 5. La longueur de l'élément résistif 44, 46 est de préférence supérieur ou égale à 1 cm. Il serait également possible d'envisager des dépôts sous la forme de serpentins linéaires ou circulaires sur une longueur plus importante de la face externe du support pour augmenter la sensibilité du détecteur ainsi formé.

15 La couche protectrice de passivation destinée à servir d'isolant électrique est par exemple en SiO2, SI3N4, A1203 ou AIN. L'épaisseur est de l'ordre de quelques microns, typiquement entre 1 et 4 pm. La figure 11 représente un circuit électrique 68 en pont de Wheatstone comprenant deux résistances connues Rx1 et R1, une 20 résistance variable de précision Rz et d'une source de tension continue 70 ou en régime harmonique et un élément résistif 50 conforme à la figure 6. L'élément résistif 50 est relié au circuit 68 par ses secondes extrémités 34 (figures 11 et 6). Le détecteur est agencé entre la résistance R1 et la résistance variable Rx1. La source de tension est reliée d'un côté entre les 25 résistances Rx1 et R1 et entre la résistance Rz et l'élément résistif 50. Le circuit 68 comprend également des moyens de détection synchrone 72 destinés à être utilisé avec une alimentation en régime harmonique. Le montage électrique basé sur un pont de Wheatstone est 30 initialement équilibré avec la résistance variable externe au système. La variation de l'impédance de l'élément résistif 38 à la température permet de 3036484 15 détecter l'évènement qui a induit cette perturbation. La fonction du pont de Wheastone est de changer la nature du signal électrique, de le linéariser sur une gamme de température et de l'amplifier. L'association du montage résistif avec une détection synchrone permet de séparer les signaux à 5 différentes fréquences afin d'éviter les bruits de mesure et détecter des signaux de plus faibles amplitudes. Un détecteur en montage capacitif tel que décrit en référence à la figure 7 peut également être utilisé en lieu et place du détecteur en montage résistif (figure 12).

10 Dans le cas du détecteur 39 représenté en figure 4, comprenant un premier élément résistif 38 sensible à la température et un second élément 42 résisitf sensible à la pression, chaque élément résistif 38, 42 peut être relié à son propre circuit électrique en pont de Wheatstone. Dans le cas du détecteur 43 représenté en figure 5, il serait possible 15 d'utiliser un circuit électrique en pont de Wheatstone conforme à la figure 13. Ce circuit est similaire à celui décrit en référence à la figure 11. Toutefois, la résistance variable est ici remplacée par le premier élément résistif 44. Le second élément résistif 46 forme ici le quatrième composant du circuit en pont de Wheatstone. Avec ce montage, il est ainsi possible de 20 mesurer un flux de chaleur circulant entre les premier et second éléments résistifs. La figure 14 est une vue schématique en perspective d'une partie d'un moule 74 comprenant deux détecteurs 76 selon l'invention qui sont fixés au travers d'une paroi du moule grâce à un filetage de la surface 25 externe du boîtier de chacun des détecteurs vissé dans un filetage correspondant d'un orifice d'une paroi du moule. Le boîtier peut être en titane, les broches en titane et le support en alumine. Dans les réalisations représentées aux figures, le premier élément résistif 30 et/ou le second résistif ont une épaisseur inférieure à 10 pm, préférentiellement inférieure à 2 pm et plus préférentiellement comprise entre 500 nm et 2 pm.

Claims

REVENDICATIONS1. Détecteur (10, 39, 43) comprenant un boîtier (12) définissant une cavité tubulaire (14) ouverte à une extrémité dudit boîtier (12) dans laquelle est agencé un support (20) en matériau électriquement et thermiquement isolant et ayant un coefficient de conduction thermique inférieur au coefficient de conduction thermique du boîtier (12), au moins une première paire de broches (28) réalisées en matériau électriquement conducteur étant logées dans le support (20) et ayant des premières extrémités (30) qui affleurent une face externe (32) dudit support (20), lesdites premières extrémités de ladite première paire (28) étant reliées par un premier élément résistif (38) dont l'impédance varie avec un premier paramètre physique.
2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde paire de broches (40) reliées par un second élément résistif (42) dont l'impédance varie avec un second paramètre physique.
3. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier paramètre physique est différent du second paramètre physique, le premier paramètre physique étant par exemple la température et le second paramètre physique étant la pression.
4. Détecteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le premier élément (38) et le second élément (42) sont agencés sur ladite face du support (20) de manière à être sensiblement parallèles l'un à l'autre.
5. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier paramètre physique et le second paramètre physique sont identiques et en ce que le premier élément (44) et le second élément (46) sont portés par la face externe (32) du support (20) de manière à ce que le premier élément (44) soit agencé selon l'axe (47) du boîtier (12) entre la face externe du support (12) et le second élément (46) et séparé du second élément (46) par une couche isolante (66). 3036484 17
6. Détecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier élément résistif (44) et le second élément résistif (46) sont chacun orienté dans une direction donnée sensiblement perpendiculaire à l'axe (47) du boîtier (12), lesquelles directions étant perpendiculaires l'une à l'autre. 5
7. Détecteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une couche de protection électrique (56) recouvre ledit au moins premier élément résistif (38).
8. Détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche de protection (56) est une couche de passivation, réalisée par exemple en 10 nitrure de silicium ou d'aluminium.
9. Détecteur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la couche de protection a une épaisseur de l'ordre de quelques centaines de nanomètres.
10. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé 15 en ce que ledit au moins un premier élément résistif (50, 51) est relié soit directement aux broches (48) soit par l'intermédiaire d'une couche électriquement isolante (52).
11. Détecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la couche isolante (52) a une épaisseur de l'ordre de quelques micromètres. 20
12. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (12) comprend un épaulement interne (22) sur lequel le support (20) est monté en appui.
13. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les broches (28) de ladite au moins première paire de broches 25 (28) sont de géométries identiques et agencées de manière symétrique par rapport à l'axe (47) du boîtier (12).
14. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier tubulaire (12) a une face externe de forme cylindrique pourvue d'un filetage pour la fixation de celui-ci dans une ouverture d'un 30 moule. 3036484 18
15. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins premier l'élément (38) est réalisé dans l'un des matériaux suivants : un matériau métallique, un oxyde en particulier oxyde de nickel, un matériau semi-conducteur ou un alliage métallique. 5
16. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une première paire de broches (28) est réalisée dans un matériau métallique.
17. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins premier élément résistif a une épaisseur inférieure 10 à 10 pm, de préférence inférieure à 2 pm et avantageusement comprise entre 500 nm et 2 pm.
18. Dispositif de détection comprenant un détecteur selon l'une des revendications précédentes, les broches (28) de la première paire de broches comprenant des secondes extrémités (34) opposées aux 15 premières extrémités (30) et reliées à des bornes d'un circuit électrique de manière à ce que le capteur forme l'un des composants d'un montage électrique en pont de Weatstone.
19. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le circuit électrique est reliés à des moyens de détection synchrone. 20
20. Moule (74) de fabrication de pièces en polymère comprenant une enceinte fermée destinée à recevoir un matériau polymère et dont une paroi de l'enceinte est traversée par au moins un détecteur (76) selon l'une des revendications précédentes, la face externe du détecteur située du côté des premières extrémités des broches étant agencée de manière à 25 affleurer une surface interne de l'enceinte.
21. Procédé de réalisation d'un détecteur selon l'une des revendications 1 à 14, consistant à : - fournir un boîtier tubulaire (12), - fournir un support (20) en matériau électriquement et thermiquement 30 isolant et ayant un coefficient de coefficient de conduction thermique inférieur au coefficient de conduction thermique du boîtier (12), 3036484 19 - insérer une première paire de broches (28) dans le support (20) de manière à ce que des premières extrémités (30) des broches (28) affleurent une surface externe (32) du support (20) et braser les broches (28) dans le support (20), 5 - fixer le support (20) dans le boîtier (12) par brasure, - déposer au moins un premier élément résistif (38), dont l'impédance varie avec un premier paramètre physique, sur la surface externe du support (20) de manière à relier lesdites deux premières extrémités de la première paire de broches (28), 10 - déposer une couche (56) de protection électrique au-dessus du premier élément (38) et de la surface externe du support (20).
22. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que le dépôt dudit au moins premier élément est réalisé par pulvérisation cathodique. 15