FR3037651A1 - Capteur et systeme traceur de temperature en environnement a fortes accelerations - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objectif de réaliser un suivi de température dans des conditions de fortes accélérations centrifuges. Pour ce faire, la détection est effectuée dans un format similaire aux tubes contenant les échantillons à centrifuger, en prenant en compte les paramètres de masse et de dimensions des composants. Un capteur de température selon l'invention se compose d'une structure interne (10), qui comporte des composants électroniques (2, 3, 5, 8, 9), montés sur au moins une plaquette (11) assurant leur connexion et alimentation électrique par une source d'énergie (7) agencée sur un agencement rigide (12), et une structure externe (20) formée d'un tube de centrifugeuse (21) et d'un bouchon (6). La structure interne (10) est suffisamment miniaturisée pour s'étendre longitudinalement (X'X) dans le tube (21). De plus, chaque composant (2, 3, 5, 8, 9) et la source d'énergie (7) présentent une masse telle que la force centrifuge exercée sur chacun d'eux par une accélération pouvant atteindre 3 000 G, ne dépasse pas une somme de forces de résistance au déplacement exercées par une combinaison de moyens d'immobilisation (14, 31, 40) à la (aux) plaquettes de circuit imprimé (11, 12) et de la (des) plaquette(s) (11, 12) au tube (21).

Description

1 CAPTEUR ET SYSTÈME TRACEUR DE TEMPÉRATURE EN ENVIRONNEMENT À FORTES ACCÉLÉRATIONS DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE [0001] L'invention se rapporte à un capteur de température et un système traceur de température comportant un tel capteur embarqué dans un environnement à fortes accélérations centrifuges, c'est-à-dire sous plusieurs milliers de « G » (« G » étant l'accélération normalisée exercée à la surface de la terre dans les conditions standard de température et de pression), en particulier dans une centrifugeuse réfrigérée. [0002] L'invention appartient au domaine des conditionnements d'appareil de mesure d'une grandeur physique, en particulier la température, permettant l'utilisation de ces appareils dans des milieux extrêmes aptes à subir de fortes accélérations centrifuges, par exemple de 2 000 à 3 000 G, tout en restant compatible avec une transmission des valeurs de la grandeur à mesurer. [0003] Les systèmes traceurs de température servent en général à enregistrer la température dans un environnement donné en vue d'établir un étalonnage en température dans cet environnement, par exemple de la température d'échantillons de sang encapsulés dans des tubes à essai introduits dans une centrifugeuse réfrigérée et tournant à haute vitesse pour créer de fortes accélérations centrifuges. [0004] Les échantillons ainsi centrifugés sont ensuite soumis à des opérations d'analyse dont les résultats dépendent de la température visée lors de la centrifugation. Il est donc important de connaître avec précision les écarts de température - par rapport à une température de consigne - que peuvent subir les échantillons au cours d'une centrifugation effectuée dans des conditions prédéterminées.

3037651 2 ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0005] Afin de procéder à l'évaluation des écarts de température que peuvent subir des échantillons dans une centrifugeuse réfrigérée, plusieurs solutions ont été développées. 5 [0006] Une approche consiste à déterminer la température en tenant compte des conditions de fonctionnement de la centrifugeuse à partir de la température ambiante autour du rotor et de moyens de régulation thermique, ajustés en fonction de la température ambiante détectée et de la température de consigne. Afin d'améliorer cette solution, le document de brevet EP 0602 639 10 préconise l'utilisation d'un capteur de la chaleur rayonnante émise par le rotor pour déterminer un facteur de correction à partir de la différence entre la température rayonnante et la température ambiante. Une telle approche, basée sur des mesures indirectes, ne fournit pas de valeurs de température suffisamment précises et sûres. [0007] Une autre approche est connue du document de brevet EP 0566 15 252 et consiste à ajouter des moyens d'échange de chaleur pour réguler la température d'une zone inférieure de la centrifugeuse et d'un fluide de variation de volume d'une chambre contenant la matière à centrifuger. La structure de la centrifugeuse devient alors complexe et fragile. De plus, les moyens d'échange de chaleur évoluent dans le temps et sont peu fiables. 20 [0008] Ces dispositifs ne permettent pas de suivre les variations de température avec une fiabilité suffisante pour permettre de sécuriser les opérations d'analyse effectuées ensuite sur les échantillons centrifugés. EXPOSÉ DE L'INVENTION 25 [0009] L'invention a pour objectif de réaliser un tel suivi par une détection de la température dans les conditions que subissent les échantillons au coeur des tubes d'une centrifugeuse. Pour ce faire, la détection est effectuée pendant la centrifugation dans un format similaire aux tubes contenant les échantillons, en prenant en compte les paramètres de masse et de dimensions des composants 30 soumis aux fortes accélérations centrifuges pour maintenir le contact électrique et assurer une communication sans fil. 3 0 3 76 5 1 3 [0010] A cet effet, la présente invention a plus précisément pour objet un capteur de température se composant d'une structure interne et d'une structure externe. La structure interne comporte, comme composants électroniques, un microcontrôleur de gestion, une antenne d'émission de données fournies par le 5 microcontrôleur, un détecteur de température et un interrupteur de marche/arrêt, ces composants électroniques étant montés sur une plaquette de circuit imprimé assurant leur connexion et alimentation électrique en liaison avec une source d'énergie électrique montée sur un agencement rigide. La structure externe a pour base un tube à essai de type tube de centrifugeuse, la structure interne étant 10 suffisamment miniaturisée pour s'étendre longitudinalement dans ce tube à essai. De plus, chaque composant et la source d'énergie présentent une masse maximale telle que la force centrifuge exercée sur chacun d'eux par une accélération pouvant atteindre 3 000 G, « G » étant l'accélération normalisée de la pesanteur terrestre, ne dépasse pas en intensité une somme de forces de résistance au déplacement 15 exercées par une combinaison de moyens d'immobilisation à la plaquette de circuit imprimé et de l'agencement rigide au tube à essai. [0011] Selon des modes des caractéristiques avantageuses : - L'antenne d'émission transmet les données par une communication sans fil de type Bluetooth, en particulier à basse énergie (BLE); 20 - les moyens de solidarisation à la (aux) plaquette(s) de circuit imprimé et au tube sont le soudage, le collage, l'insertion d'entretoises, de résine, d'un fourreau d'immobilisation de la source d'énergie et un bouchon de protection qui recouvre une zone d'extrémité du tube à distance minimale; - un indicateur visuel d'au moins un état de transition de 25 fonctionnement du capteur est également monté sur la plaquette de circuit imprimé de composants électroniques en liaison avec le microcontrôleur pour lui fournir des données d'état de fonctionnement; - l'interrupteur de marche / arrêt comporte un bouton monostable connecté sur chaque face d'une extrémité de la plaquette de circuit imprimé par 30 des liaisons rigides, en particulier par des pattes de fixation, ce bouton possédant une face d'extrémité solidarisée à une face interne du bouchon de protection qui vient coiffer le bouton et recouvrir la zone d'extrémité ouverte du tube; 3037651 4 - la source d'énergie électrique est une pile agencée sur une plaquette de circuit imprimé entre deux connecteurs flexibles fixés sur cette plaquette et venant en appui sur des faces d'extrémité opposées de la pile pour servir de contact électrique, une paroi d'arrêt formée dans le fond du tube à essai 5 est apte à bloquer un des connecteurs dit de fond de sorte à empêcher tout déplacement de la pile lorsque le capteur est entraîné avec des accélérations centrifuges supérieures à 1000 G; - la paroi d'arrêt est formée par un moyen choisi entre une résine, un ressort comprimé associé à un flasque, une butée collée au connecteur de 10 fond et une paroi de fourreau d'immobilisation enfermant la pile, ses connecteurs et sa plaquette de circuit imprimé; - de la résine peut également recouvrir la pile et ses connecteurs pour éviter les déconnexions; - la résine possède une conductivité thermique sensiblement égale 15 à celle d'échantillons d'un produit à centrifuger pour simuler l'inertie thermique de ce produit lors d'une centrifugation; - un convertisseur de tension continue rehausse la tension fournie par la pile, afin de délivrer une tension constante adaptée aux bornes du microcontrôleur et du détecteur de température; 20 - lorsque les plaquettes de circuit imprimé sont distinctes, la plaquette de circuit imprimé des composants électroniques est dimensionnée pour venir en appui sur deux bandes génératrices longitudinales diamétralement opposées de la face cylindrique interne du tube, cette plaquette pouvant être collée sur ces bandes génératrices; 25 - l'indicateur visuel comporte au moins une LED d'émission lumineuse qui est apte à fournir un éclairage d'alerte, pour passer d'un mode veille à un mode de fonctionnement du capteur lorsque le bouton est manipulé selon un code d'appuis déterminé, et un éclairage d'arrêt pour passer du mode fonctionnement au mode veille lorsque le bouton est manipulé selon un autre code 30 d'appuis déterminé; [0012] L'invention se rapporte également à un système traceur de température comportant un capteur de température tel que défini ci-dessus, 3037651 5 pouvant être embarqué dans un environnement à fortes accélérations centrifuges, en particulier dans une centrifugeuse réfrigérée, et au moins une unité de traitement numérique de données. Dans ce système, le capteur transmet par communication sans fil des données de température et de tension à l'unité de traitement numérique 5 qui intègre des moyens d'enregistrement des données et d'établissement à partir desdites données d'un suivi en température, d'un suivi de tension électrique de la source d'énergie et d'un suivi d'écarts en température et/ou en tension électrique par rapport, respectivement, à une valeur de consigne et/ou de référence minimale. [0013] Dans le cas où la donnée de température transmise présente un 10 écart d'alerte avec la température de consigne d'une centrifugeuse dans laquelle le capteur en température est placé, l'unité de traitement numérique transmet un signal d'arrêt à la centrifugeuse. [0014] De manière équivalente, lorsque la tension de la source d'énergie présente un écart d'alerte avec la tension de référence minimale, la source 15 d'énergie est remplacée par une source d'énergie de tension supérieure à la charge de référence minimale. Cette tension de référence minimale correspond à la charge permettant d'alimenter le capteur de température pour fournir des tensions de fonctionnement standard au microcontrôleur et au détecteur de température pendant une durée prédéterminée. 20 [0015] Dans le présent texte, les qualificatifs « interne » et « externe » se rapportent à des localisations par rapport au tube standard de centrifugeuse du capteur selon l'invention; le terme « longitudinal » se rapporte à une extension parallèle ou coïncidant avec l'axe principal X'X de ce tube standard de centrifugeuse; le qualificatif « latéral » concerne une extension de côté, alors que 25 « transversal » s'adresse à une extension dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X'X. PRÉSENTATION DES FIGURES [0016] D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente 30 invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée non limitative qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : 3037651 6 - la figure 1, une vue en perspective d'un exemple de structure interne de capteur selon l'invention avant insertion dans son tube à essai, la plaquette de circuit imprimé principale apparaissant par sa face intégrant le microcontrôleur; - la figure 2a, une vue latérale agrandie du logement de la pile de la 5 structure interne du capteur selon la figure 1; - la figure 2b, une vue en perspective d'un connecteur de la pile; - la figure 3, une vue en perspective de l'exemple de structure interne de la figure 1 avec la plaquette de circuit imprimé principale illustrée par sa face intégrant la LED d'émission lumineuse et le détecteur de température; 10 - la figure 4, une vue en perspective de la LED d'émission lumineuse; - la figure 5, une vue partielle agrandie de la figure 3 montrant le détecteur de température et la LED; - la figure 6, une vue en perspective du bouton monostable et de son bloc de base à connecter à une extrémité de la plaquette de circuit imprimé principale; 15 - la figure 7a, une vue schématique en coupe d'un capteur de température selon l'invention, après intégration de la structure interne dans le tube à essai standard de centrifugeuse dans une version où de la résine est déposée dans le fond de tube pour bloquer le déplacement de la pile soumis à une force centrifuge, et 20 - la figure 7b, une vue latérale partielle d'une variante de capteur de la figure 7a selon une version dans laquelle la pile et ses connecteurs sont ajustés dans un fourreau d'immobilisation de la pile. DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0017] Des signes de référence identiques désignent un même élément 25 sur les figures et renvoient au passage qui le décrit. [0018] En référence à la vue en perspective de la figure 1, un exemple de structure interne 10 de capteur selon l'invention avant insertion dans un tube à essai 21 servant de base à la structure externe 20 de ce capteur 1 (cf. figure 7a). [0019] La structure interne 10 s'étend selon un axe longitudinal X'X et 30 comporte une plaquette de circuit imprimé principale 11 apparaissant par sa face 3037651 7 11A qui intègre un microcontrôleur de gestion de données 2. Sur cette face 11A, sont également visibles - comme composants électroniques - une antenne d'émission et de réception 3 de rayonnements Bluetooth à faible énergie (« Bluetooth Low Energy » avec l'acronyme « BLE » en terminologie anglaise), et 5 un convertisseur de tension continue 4, pour délivrer une tension constante et adaptée aux bornes du microcontrôleur 2. [0020] De plus, un interrupteur 5 de marche/arrêt (visible en perspective sur la figure 6 et en coupe sur la figure 7a) est monté à une extrémité EA et EB de chaque face 11A et 11B (cf. figure 3) par trois pattes de liaison, respectivement 5A 10 et 5B, soudées en leur extrémité sur ces faces. Cet interrupteur 5 permet de passer d'un état de marche du capteur 1 (figure 7a) à un état d'arrêt (ou de veille) par un nombre d'appuis courts ou longs successifs selon des codes préétablis. Les codes permettent d'éviter les mises en route ou les arrêts non souhaités que pourraient provoquer, en particulier, les forces centrifuges exercées lorsque le capteur est 15 utilisé dans une centrifugeuse. Avantageusement, une durée maximale est prévue pour former au moins l'un ou l'autre de ces codes. Les codes peuvent être modifiés en cas de nécessité. [0021] La plaquette de circuit imprimé principale 11 assure la connexion des composants électroniques (sur les faces 11A ou 11B) et leur alimentation 20 électrique par une pile 7 servant de source d'énergie électrique. Le convertisseur de tension continue 4 rehausse la tension fournie par la pile 7 à une valeur fixe afin de permettre un fonctionnement standard du microcontrôleur 2 et du détecteur de température 9. Pour suivre la valeur de la tension de la pile 7, le microcontrôleur 2 mesure cette tension via un commutateur (non visible sur les figures) et transmet 25 cette information de valeur de tension. [0022] Dans l'exemple, la tension rehaussée est de 2,8 Volt alors que le fonctionnement standard du microcontrôleur a besoin d'une tension d'alimentation entre 1,8 et 3,6 Volt, et celui du détecteur de température 9 (cf. figure 3) d'une tension contenue entre 1,4 et 3,6 Volt. 30 [0023] Comme également illustré par la vue latérale agrandie 2a, la pile 7 est montée à proximité de ses faces d'extrémité 7E et 7E' sur une plaquette secondaire 12 qui s'étend également selon l'axe longitudinal X'X. La pile 7 est mise 3037651 8 en place par des connecteurs 71 et 72 fixés à la plaquette secondaire 12, le connecteur 72 est dit « de fond » car il est destiné à venir se placer au fond du tube à essai 21 (cf. figure 7a). De plus, la plaquette secondaire 12 est reliée à la plaquette principale 11 par une broche de jonction électrique 13 pour que la pile 7 5 fournisse la tension électrique aux composants de la plaquette principale 11. [0024] La vue en perspective de la figure 2b illustre plus précisément chaque connecteur 71 ou 72 qui, formé dans une tôle d'acier flexible, se compose de deux ailes latérales 7a et un embout 7e reliés à un support 7s, ce support étant fixé à la plaquette secondaire 12 (cf. figure 2a). Les ailes 7a et l'embout 7e 10 présentent des courbures adaptées pour maintenir en place la paroi cylindrique 7L (cf. figure 1) et les faces d'extrémité 7E, 7E' de la pile 7 - respectivement transversalement et longitudinalement (selon l'axe X'X) - par l'exercice de forces de contrainte élastiques. [0025] En référence à la vue en perspective de la figure 3, la structure 15 interne 10 de la figure 1 est tournée de manière à présenter l'autre face 11B de la plaquette de circuit imprimé principale 11. Sur cette face 11B sont connectés une LED d'émission lumineuse 8, et un détecteur de température 9. [0026] La LED d'émission lumineuse 8 fournit des éclairages particuliers en durée lorsque le capteur 1 passe d'un mode veille à un mode de fonctionnement 20 ou inversement, c'est-à-dire du mode de fonctionnement au mode veille. L'utilisation de la LED 8 pour signaler ces états de transition est particulièrement avantageuse afin de sécuriser ces transitions et d'alerter l'opérateur - dans des cas de passage de mode non souhaités ou non réalisés (par exemple lorsque le code d'appui sur le bouton est incorrect) - ou pour confirmer son action. 25 [0027] Par ailleurs, le détecteur de température 9 fournit les données de température au microcontrôleur 2 selon une période définie par le microcontrôleur 2 (cf. figure 1), en particulier lorsque le capteur 1 (cf. figure 7a) est dans le rotor d'une centrifugeuse entraîné en rotation. Il délivre alors une donnée de température du même ordre de grandeur que celle régnant au coeur des échantillons de produit 30 enfermés dans les autres tubes à essai de la centrifugeuse. 3037651 9 [0028] La LED d'émission lumineuse 8, le détecteur de température 9 et l'interrupteur de marche/arrêt 5 sont plus particulièrement visualisés respectivement sur les figures 4 à 6 détaillées ci-après. [0029] Ainsi, la LED d'émission lumineuse 8, qui est illustrée par la vue en 5 perspective de la figure 4, se compose de deux éléments, le module d'éclairage proprement dit 81 et le bloc de traitement de signal 82. La LED 8 et le détecteur de température 9 apparaissent également sur la face 11B de la plaquette de circuit imprimé 11 de la figure 5, qui est une vue partielle agrandie de la figure 3. [0030] L'interrupteur de marche/arrêt 5, illustré en vue perspective sur la 10 figure 6, comporte un bouton monostable 51 monté sur une tige 52 en liaison avec le bloc de base 53. Ce bloc de base 53 comporte les six pattes de connexion à la plaquette de circuit imprimé principale 11 (cf. figures 1 et 3), respectivement trois pattes 5A de connexion à l'extrémité EA de la face 11A et trois pattes 5B de connexion à l'extrémité EB de la face 11B de la plaquette 11. 15 [0031] Un exemple de capteur de température 1 est illustré sur la vue schématique en coupe latérale de la figure 7a du capteur, après intégration de la structure interne 10 (figure 1 ou 3) dans le tube à essai standard de centrifugeuse 21 selon l'axe longitudinale X'X. Ce tube standard a pour dimensions 100 mm de long pour 12 (ou 13) mm de diamètre. 20 [0032] Dans cette version, de la résine 14 est déposée préalablement dans le fond de tube 21F contre la plaquette secondaire 12 et le connecteur de fond 72, pour bloquer le déplacement de la pile 7 soumis à une force centrifuge (flèche Fg) pouvant atteindre environ 3 000 G, voire plus. La plaquette secondaire 12 est collée sur les portions de la face intérieure du tube sur lesquelles elle repose. 25 [0033] Alternativement ou de manière complémentaire, la résine recouvre la pile 7 et ses connecteurs 71, 72 pour éviter les déconnexions. [0034] Avantageusement, la résine est choisie de sorte à présenter une conductivité thermique proche de celui du produit, par exemple du sang, pour simuler au mieux l'inertie thermique de ce produit et pouvoir mesurer la température 30 dans les mêmes conditions pour fournir des données de température quasi-identiques à la température des échantillons. 3037651 10 [0035] Les connecteurs 71 et 72 - qui peuvent résister à des accélérations pouvant atteindre environ 2 000 G - peuvent se tordre sous des accélérations de l'ordre de 3 000 G si aucune mesure de blocage n'est prévue. Dans ces conditions, les connexions de la pile 7 ne seraient plus assurées. Ici, le connecteur de fond 72 5 est compacté par blocage entre la face transversale 14F de la résine 14 et la face d'extrémité 7E (cf. figure 1) de la pile 7, alors que l'autre connecteur 71 est légèrement détendu tout en restant en contact avec l'autre face d'extrémité 7E' (cf. figure 1) de la pile 7. [0036] Cette figure 7a montre également l'ensemble des composants 10 montés sur les deux faces 11A et 11B de la plaquette de circuit imprimé principale 11, à savoir selon l'axe X'X: l'interrupteur de marche/arrêt 5 avec ses pattes de connexion 5A et 5B, l'antenne de communication en rayonnements BLE 3, la LED d'émission lumineuse 8, le microcontrôleur de gestion 2, le détecteur de température 9, le convertisseur de tension continue 4, ainsi que la broche de 15 jonction 13. [0037] Le bouton 51 de l'interrupteur 5 est coiffé par le bouchon protecteur 6 dont une face interne 6i est collée sur la face d'extrémité transversale 5e du bouton 51. Le bouchon 6 vient également recouvrir une zone d'extrémité ouverte 21E du tube 21, le bouchon 6 et le tube 21 formant ainsi la structure externe 20 du 20 capteur 1. Avantageusement, le bouchon 6 est à distance minimale du tube 21 pour éviter les mouvements de la plaquette 11 lors de la centrifugation, distance minimale égale à 1 millimètre dans l'exemple. [0038] Les composants électroniques sont choisis en fonction de leur performance et de leur coût, et plus particulièrement en fonction de leur dimension 25 miniaturisée - afin d'étendre longitudinalement les plaquettes dans le tube 21 - et de leur masse. Ainsi la masse de chaque composant reste inférieure aux forces d'arrachement générées par la centrifugation. Par exemple, l'antenne de communication 3 utilisée présente des dimensions de 3 x 3 x 4 mm3 et une masse de 0,03 gramme, ce qui lui fait subir une force centrifuge de 0,9 N à 3 000 G. Cette 30 antenne étant apte à résister à une force de 1Newton, elle ne sera pas arrachée par la force centrifuge de 3 000 G. 3037651 11 [0039] Afin de répartir uniformément sur le tube à essai 21 les contraintes issues de la force centrifuge et localisées dans les plaquettes 11 et 12, une rondelle plate 31 servant d'entretoise est avantageusement insérée, de manière préalable, en appui transversal sur des circonférences internes du tube 21. La rondelle 31 est 5 découpée pour s'ajuster de manière serrée autour de la plaquette 11. D'autres rondelles peuvent être mises en place autour de la plaquette 11. [0040] Alternativement, la plaquette de circuit imprimé principale 11 est dimensionnée pour venir en appui sur deux génératrices longitudinales diamétralement opposées de la face cylindrique interne du tube 21. 10 [0041] Selon une variante de capteur 1', la pile 7 et ses connecteurs 71, 72 sont ajustés dans un fourreau d'immobilisation 40 comme illustré sur la vue latérale partielle de la figure 7b. Ce fourreau d'immobilisation 40 présente une goulotte axiale 4g dans laquelle un fil d'alimentation électrique 41 relie le connecteur de fond 72 à la plaquette de circuit imprimé 11. L'autre connecteur 71 15 de la pile 7 est relié à la plaquette 11 par le fil d'alimentation électrique 42. [0042] Les fils d'alimentation électriques 41 et 42 passent à travers un orifice 43 pratiquée dans la paroi d'extrémité 4P du fourreau d'immobilisation 40 proche de la plaquette 11. Afin d'introduire la pile, de la changer ou de vérifier son état, le fourreau 40 présente une ouverture longitudinale 4L. Ce fourreau 40 est, 20 dans l'exemple, en matériau plastique rigide incompressible. [0043] Afin d'empêcher le déplacement du fourreau 40 lors de la centrifugation, la face de fond du fourreau 4F est positionnée contre le fond du tube 21F (cf. figure 7a), plus précisément au niveau du rétrécissement 21R du tube 21 correspondant à l'amorce de courbure de son fond 21F. 25 [0044] Alternativement, comme illustré, de la résine 14 est déposée préalablement dans le fond de tube 21F (comme illustré également sur la figure 7a) de sorte que la face de fond de fourreau 4F vient en appui contre la face transversale de résine 14F. [0045] En fonctionnement, le microcontrôleur 2 (cf. figure 7a) émet, par 30 communication sans fil BLE (flèche Fc) via l'antenne 3, des données de température de l'intérieur du capteur 1 ou 1' et de tension de la pile 7. Ces données, respectivement fournies à partir du détecteur 9 et du microcontrôleur 2, 3037651 12 sont transmises à une unité de traitement numérique d'ordinateur 60 (ou de tablette ou de tout dispositif équivalent) pour constituer un système traceur de température. Le capteur 1 ou 1' est embarqué dans le rotor d'une centrifugeuse réfrigérée en même temps que les tubes d'échantillons pour les soumet à de fortes accélérations 5 centrifuges, pouvant atteindre 3 000 G. [0046] Dans ce système, l'unité de traitement numérique de l'ordinateur 60 comporte des moyens d'enregistrement de ces données et d'établissement, à partir desdites données, d'un suivi d'écarts de température par rapport à une température de consigne donnée à la centrifugeuse réfrigérée et d'un suivi de la 10 tension de la pile 7 par rapport à une donnée minimale de référence. Cette valeur de tension minimale, 1V dans l'exemple, est la valeur seuil qui, rehaussée par le convertisseur de tension 4, permet de fournir des niveaux de tension aux bornes du détecteur de température 9 et du microcontrôleur 2 compatible avec leur fonctionnement standard pendant une durée prédéterminée. 15 [0047] Dans le cas où la donnée de température transmise présente un écart d'alerte avec la température de consigne, l'unité de traitement numérique émet un signal d'alerte et transmet un signal d'arrêt à la centrifugeuse si aucune action n'est intervenue pendant une durée de temps donnée, par exemple 5 minutes. 20 [0048] De même, lorsque la tension de la source d'énergie présente un écart d'alerte avec la tension de référence minimale, 0,2V dans l'exemple, la source d'énergie est remplacée par une source d'énergie de charge supérieure à la charge de référence minimale. Un signal d'alerte est également émis lorsqu'aucune action n'intervient après une durée donnée, par exemple une demi-heure. 25 [0049] Dans l'exemple, pour passer en mode d'utilisation, il convient d'effectuer un appui long - qui déclenche un mode de transition d'alerte lumineuse sur la LED 8 - suivi de quatre appuis courts. Inversement, pour passer du mode d'utilisation au mode veille, le code est ici de quatre appuis dans une durée limitée (1,5 secondes dans l'exemple). 30 [0050] La mise en oeuvre de tels codes permet de s'adapter au comportement de l'interrupteur pendant la centrifugation. En effet, pendant une centrifugation générant par exemple une force centrifuge de 1 000 G, l'interrupteur 303 76 5 1 13 utilisé (figure 6) présente une masse de 2 grammes en combinaison avec un bouchon protecteur de masse égale à environ 1 gramme. Dans ces conditions, cette combinaison subit une force centrifuge d'environ 30 Newton à 1 000 G, ce qui représente la force d'actionnement de l'interrupteur. Ainsi, un appui continu est 5 réalisé dès 1 000 G. D'autres appuis simples ou par rebond peuvent se produire. Les codes utilisés permettent de ne pas prendre en compte de tels appuis parasites. [0051] L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, la communication sans fil entre le capteur et l'ordinateur peut 10 être de nature autre que par rayonnement Bluetooth, en particulier par WIFI, par radiofréquences ou équivalent. [0052] La paroi d'arrêt du connecteur de fond de la pile peut être un ressort comprimé associé à un flasque ou une butée collée au connecteur de fond. [0053] Par ailleurs, le nombre de plaquettes de circuit imprimé du capteur 15 peut être d'une ou deux plaquettes, en fonction de l'utilisation du fourreau d'immobilisation de la pile 7 qui remplace alors la plaquette secondaire 12. [0054] De plus, le fourreau peut être constitué en tout matériau rigide non conducteur. [0055] En outre, l'interrupteur monostable peut être verrouillable ou peut 20 être remplacé par un interrupteur actionné différemment, par exemple par rotation.

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Capteur de température (1, 1') se composant d'une structure interne (10) et d'une structure externe (20), caractérisé en ce que la structure interne (10) comporte, comme composants électroniques, un microcontrôleur de gestion (2), une antenne d'émission (3) de données fournies par le microcontrôleur (2), un détecteur de température (9) et un interrupteur de marche/arrêt (5), ces composants électroniques étant montés sur une plaquette de circuit imprimé (11) assurant leur connexion et alimentation électrique en liaison avec une source d'énergie électrique (7) montée sur un agencement rigide (12, 40), en ce que la structure externe (20) a pour base un tube à essai (21) de type tube de centrifugeuse, la structure interne (10) est suffisamment miniaturisée pour s'étendre longitudinalement dans ce tube à essai (21), et en ce que chaque composant (2, 3, 5, 9) et la source d'énergie (7) présentent une masse maximale telle que la force centrifuge (Fg) exercée sur chacun d'eux par une accélération pouvant atteindre 3 000 G, « G » étant l'accélération normalisée de la pesanteur terrestre, ne dépasse pas en intensité une somme de forces de résistance au déplacement exercées par une combinaison de moyens d'immobilisation (14, 31) de la plaquette de circuit imprimé (11) et de l'agencement rigide (12, 40) au tube à essai (21).
2. 2. Capteur de température selon la revendication 1, dans lequel l'antenne d'émission (3) comporte des moyens d'émission par transmission sans fil (Fc) de type Bluetooth, en particulier à basse énergie, pour communiquer les données.
3. 3. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel les moyens de solidarisation à la (aux) plaquette(s) de circuit imprimé (11, 12) et au tube (21) sont le soudage, le collage, l'insertion d'entretoises (31), de résine (14), d'un fourreau d'immobilisation (40) de la source d'énergie (7) et un bouchon de protection (6) qui recouvre une zone d'extrémité du tube (21E) à distance minimale.
4. 4. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte également un 3037651 indicateur visuel (8) d'au moins un état de fonctionnement du capteur (1, 1') montés sur la plaquette de circuit imprimé (11) de composants électroniques en liaison avec le microcontrôleur (2) pour lui fournir des données d'état de fonctionnement. 5
5. 5. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel l'interrupteur de marche / arrêt (5) comporte un bouton monostable (51) connecté sur chaque face d'une extrémité (EA, EB) de la plaquette de circuit imprimé (11) par des liaisons rigides, en particulier par des pattes de fixation (5A, 5B), ce bouton (51) possédant une face d'extrémité (5e) 10 solidarisée à une face interne (6i) du bouchon de protection (6) qui vient coiffer le bouton (51) et recouvrir la zone d'extrémité ouverte (21E) du tube (21).
6. 6. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source d'énergie électrique est une pile (7) agencée sur une plaquette (12) entre deux connecteurs flexibles (71, 72) 15 fixés sur cette plaquette de circuit imprimé (12) et venant en appui sur des faces d'extrémité opposées (7E, 7E') de la pile (7) pour servir de contact électrique, une paroi d'arrêt (14F, 4P) formée dans le fond du tube à essai (21) est apte à bloquer un des connecteurs dit de fond (72) de sorte à empêcher tout déplacement de la pile (7) lorsque le capteur (1, 1') est soumis à des accélérations centrifuges 20 supérieures à 1 000 G.
7. 7. Capteur de température selon la revendication précédente, dans lequel la paroi d'arrêt est formée par un moyen choisi entre une résine (14), un ressort comprimé associé à un flasque, une butée collée au connecteur de fond (72) et une paroi (4F) de fourreau d'immobilisation (40) enfermant la pile (7), ses 25 connecteurs (71, 72) et sa plaquette de circuit imprimé (12).
8. 8. Capteur de température selon la revendication précédente, dans lequel de la résine recouvre également la pile (7) et ses connecteurs (71, 72) pour éviter les déconnexions.
9. 9. Capteur de température selon l'une quelconque des 30 revendications 7 ou 8, dans lequel la résine possède une conductivité thermique sensiblement égale à celle d'échantillons d'un produit à centrifuger pour simuler l'inertie thermique de ce produit lors d'une centrifugation. 3037651 3
10. 10. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un convertisseur de tension continue (4) apte à rehausser la tension fournie par la pile (7) afin de compenser la décharge de cette pile (7) et délivrer une tension constante adaptée 5 aux bornes du microcontrôleur (2) et du détecteur de température (9).
11. 11. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaquette de circuit imprimé des composants électroniques (11) est dimensionnée pour venir en appui sur deux bandes génératrices longitudinales diamétralement opposées de la face 10 cylindrique interne du tube (21), cette plaquette (11) étant collée sur ces bandes génératrices (21).
12. 12. Capteur de température selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, dans lequel l'indicateur visuel comporte au moins une LED d'émission lumineuse (8) qui est apte à fournir un éclairage d'alerte pour passer 15 d'un mode veille à un mode de fonctionnement du capteur (1, 1') lorsque le bouton (51) est manipulé selon un code d'appuis déterminé, et un éclairage d'arrêt pour passer du mode fonctionnement au mode veille lorsque le bouton (5) est manipulé selon un autre code d'appuis déterminé.
13. 13. Système traceur de température comportant un capteur de 20 température (1, 1') selon l'une quelconque des revendications précédentes, pouvant être embarqué dans un environnement à fortes accélérations centrifuges, en particulier dans une centrifugeuse réfrigérée, et au moins une unité de traitement numérique de données (60), ce système étant caractérisé en ce que le capteur (1, 1') transmet par communication sans fil (Fc) des données de 25 température à l'unité de traitement numérique (60) qui intègre des moyens d'enregistrement des données et d'établissement à partir desdites données d'un suivi en température.
14. 14. Système traceur de température selon la revendication précédente dans lequel le capteur (1, 1') transmet par communication sans fil (Fc) 30 des données de tension à l'unité de traitement numérique (60) et d'établissement, à partir desdites données de tension mémorisées, d'un suivi de tension électrique de la source d'énergie (7). 3037651
15. 15. Système traceur de température selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, dans lequel un suivi d'écarts en température ou en tension électrique est effectué par rapport, respectivement, à une valeur de consigne et/ou de référence minimale. 5
16. 16. Système traceur de température selon la revendication précédente dans lequel l'unité de traitement numérique (60) transmet un signal d'arrêt à la centrifugeuse dans le cas où la donnée de température transmise présente un écart d'alerte avec la température de consigne de la centrifugeuse dans laquelle le capteur en température est placé. 10
17. 17. Système traceur de température selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, dans lequel, lorsque la tension de la source d'énergie (7) présente un écart d'alerte avec la tension de référence minimale, la source d'énergie (7) est remplacée par une source d'énergie de tension supérieure à la charge de référence minimale, cette tension de référence minimale correspond à 15 la charge permettant d'alimenter le capteur de température (1, 1') pour fournir des tensions de fonctionnement standard au microcontrôleur (2) et au détecteur de température (9) pendant une durée prédéterminée. 20