FR3042278A1 - Dispositif de transfert de gaz et appareil d'analyse comprenant un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
Dispositif de transfert de gaz pour appareil (1) d'analyse notamment pour chromatographe, le dispositif (10) comprenant au moins un tube (2) de transfert de gaz, un bobinage (3) de fil chauffant enroulé autour d'au moins une portion du tube (2), le dispositif (10) comprenant en outre au moins fil (4, 5) d'alimentation électrique relié électriquement audit bobinage (3) via un élément (6) de liaison conducteur électrique monté sur ledit tube (2), caractérisé en ce que l'élément de liaison comprend une bague (6) électriquement conductrice montée autour du tube (2), ladite bague (6) étant en contact d'une part avec le bobinage (3) et, d'autre part, avec le au moins un fil (4, 5) d'alimentation
Description
L’invention concerne un dispositif de transfert de gaz pour appareil d’analyse et un appareil d’analyse comprenant un tel dispositif. L’invention concerne plus particulièrement un dispositif de transfert de gaz pour appareil d’analyse notamment pour chromatographe, le dispositif comprenant au moins un tube de transfert de gaz, un bobinage de fil chauffant enroulé autour d’au moins une portion du tube, le dispositif comprenant en outre au moins fil d’alimentation électrique relié électriquement audit bobinage via un élément de liaison conducteur électrique monté sur ledit tube.
Certains appareils d’analyse de gaz tels que les chromatographes en phase gazeuse nécessitent une structure miniaturisée pour être embarqués dans des engins spatiaux.
Ces appareils comportent des tubes (appelés capillaires) véhiculant le gaz entre deux éléments de l’appareil. Ces tubes doivent être chauffés (par exemple autour de 100°C) pour empêcher le piégeage de composants chimiques dans le gaz.
Pour assurer ce chauffage, il est connu d’utiliser un bobinage d'un fil chauffant (c’est-à-dire une résistante chauffante) autour du tube. Cette résistance chauffante a un diamètre relativement réduit, par exemple 0,06mm à 0,3mm. Bien entendu, d’autres diamètres plus grands ou plus petits peuvent être envisagés, par exemple 0,001 mm (ou moins) à 5mm (ou plus).
Pour connecter cette résistance chauffante à une alimentation électrique il est nécessaire d’utiliser des fils d’alimentation et de connexion de plus gros diamètres (par exemple 0,30mm à 0,40mm. Bien entendu, si le diamètre de la résistance chauffante est plus important (par exemple 0,50mm) alors le diamètre du fil d’alimentation sera plus grand encore (plus de 0,5mm dans ce cas, par exemple 0,6mm à 1mm).
La liaison entre le bobinage et le fil d’alimentation est classiquement réalisée via une épissure pour chaque fil, c’est-à-dire un entrelacement ou enroulement des extrémités.
Il est notamment connu de prévoir une épissure individuelle pour chaque fil, cette épissure étant isolée électriquement par une gaine thermo-rétractable, l'ensemble étant ensuite englobé dans de la résine (« potting » masse protectrice et isolante). Plus précisément, une portion de fil conducteur enroulé en boudin (et distinct des deux fils à assembler) est placée autour des fils à assembler. Cette portion enroulée les extrémités de fils à relier puis l’ensemble est lié en remplissant de brasure (à base d’étain par exemple) le volume interne de cette portion avec les deux extrémités de fils). Une gaine isolante électriquement est placée sur cet ensemble qui est ensuite recouvert de résine.
Cette structure fonctionnellement satisfaisante présente cependant des inconvénients parmi lesquels : une encombrement (volume) relativement important, un coût relativement important et assemblage relativement complexe. Ces inconvénients sont d’autant plus présents que l’appareil comporte plusieurs liaisons de ce type juxtaposées.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, le dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que l’élément de liaison comprend une bague électriquement conductrice montée autour du tube, ladite bague étant en contact d’une part avec le bobinage et, d’autre part, avec le au moins un fil d’alimentation.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l’invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le dispositif comporte un isolant électrique interposé entre d’une part le tube et, d’autre part, le bobinage et le fil d’alimentation, - le dispositif comporte un isolant électrique interposé entre le tube et la bague, - le contact entre la bague et le bobinage est obtenue par sertissage, - le contact entre la bague et le fil d’alimentation est obtenue par sertissage, - bague comprend une pièce cylindrique unique ou deux demi-bagues assemblées l’une à l’autre autour du tube, - en position montée sur le tube, la bague comprend au moins une patte ou oreille de fixation s’étendant radialement relativement à la demi-bague, lesdites pattes prenant en sandwich au moins l’un parmi : une extrémité du bobinage, un fil d’alimentation, - le dispositif comporte une masse de matière protectrice, notamment une résine, disposée autour du tube de façon à englober la liaison entre le fil et le bobinage et au moins une partie de l’élément de liaison, - le tube a un diamètre compris entre 0,1mm à 5mm et de préférence entre 0,5mm à 1mm, - le fil chauffant du bobinage est constitué de l’un au moins des matériaux suivants : cuivre, alliage Nickel, Chrome, Aluminium, Silicium (NiCr20AISi), Manganin, Constantan, Platine ou tout autre matériau conducteur chauffant et a un diamètre compris entre 0,01mm et 3mm, par exemple entre 0,06mm et 0. 30mm, - le fil d’alimentation est constitué de l’un au moins des matériaux suivants: cuivre, ou alliage de cuivre, ou tout métal conducteur et a un diamètre supérieur au diamètre du fil chauffant, par exemple compris entre 0,02mm et 5mm, L’invention concerne également un appareil d’analyse de gaz, notamment chromatographe en phase gazeuse comprenant un dispositif de transfert de gaz selon l’une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-après. L’invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue schématique et partielle illustrant un appareil d’analyse de gaz comprenant un dispositif de transfert selon l’invention, - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant un exemple de réalisation d’un dispositif de transfert de gaz selon l’invention, - la figure 3 représente une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 2 selon la ligne AA. L’appareil 1 d’analyse de gaz représenté très schématiquement à la figure 1, comprend au moins un tube 2 de transfert de gaz chauffé.
Dans le cas notamment d’un chromatographe en phase gazeuse, le ou les tubes véhiculent du gaz tel que l’hélium notamment.
Le dispositif de transfert de gaz représenté aux figures 1 et 2 comprend un tube 2 de transfert de gaz et un bobinage 3 de fil chauffant enroulé autour d’au moins une portion du tube 2. Le dispositif 10 comprend en outre classiquement au moins fil (deux fils 4, 5 dans cet exemple) d’alimentation électrique reliés électriquement audit bobinage 3 via un élément 6 de liaison conducteur électrique monté sur ledit tube 2.
Au lieu d’une liaison par brasage selon l’art antérieur, l’élément de liaison comprend une bague 6 montée autour du tube 2, ladite bague 6 étant en contact d’une part avec le bobinage 3 et, d’autre part, avec le au moins un fil 4, 5 d’alimentation.
Cette bague 6 conductrice électriquement (de préférence en matériau malléable tel que du cuivre, ou alliage cuivre nickel ou tout autre matériau approprié...) permet d’éviter une brasure
Cette solution permet de réduire le coût, l’encombrement et la difficulté de montage de l’installation.
Comme illustré, pour isoler électriquement le tube par rapport aux fils 4, 5 et au bobinage, un isolant 7 électrique peut être simplement interposé entre le tube 2 et la bague 6.
Par exemple, avant montage la bague 6 est cylindrique et a un diamètre plus grand que le diamètre du tube 2. La bague 6 est montée concentriquement autour d’une bague isolante montée sur le tube 2. Puis la bague 6 est déformée (via une pince ou autre) pour épouser la surface de l’isolant 7 et du tube 2. Au niveau de deux extrémités (ou une ou plus de deux), la bague 6 est aplatie autour d’un fil 3 ou 4 (cf. figure 3 de façon à former deux oreilles 16).
Le contact (liaison) entre la bague 6 et le bobinage 3 peut donc être réalisé par sertissage. De même pour le contact (liaison) entre la bague 6 et le bobinage 3. C’est-à-dire que la bague 6 peut être sertie (par exemple avec une pince dédiée) à la fois sur le tube 2 (préalable isolé 4) et sur les fils 3, 4, 5.
Les fils 3, 4, 5 sont par exemple passés à l'intérieur de la bague (cf. figure 3) sans aucune brasure.
Dans une autre variante possible la bague 6 pourrait être composée de deux demi-bagues comportant chacune au moins une patte 16 de fixation s’étendant radialement relativement à la bague. En position montée lesdites pattes 16 de fixation des deux demi-bagues prennent en sandwich le ou les fils 3, 4, 5. A cet effet, la bague 6 peut définit un ou des logements pour recevoir et maintenir le ou les fils 3, 4, 5.
Lorsque cette liaison est réalisée, l’ensemble peut être noyé dans une isolation électrique (masse de résine ou autre appelé « potting » en anglais pour assurer également une tenue mécanique de l’ensemble). L’architecture selon l’invention permet de diminuer le volume des liaisons électriques notamment en réduisant de un à dix millimètres (ou plus) les dimensions du diamètre des dispositifs par rapport à l’art antérieur. Ces gains dimensionnels peuvent paraître réduits mais sont considérables pour des applications spatiales.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Dispositif de transfert de gaz pour appareil (1) d’analyse notamment pour chromatographe, le dispositif (10) comprenant au moins un tube (2) de transfert de gaz, un bobinage (3) de fil chauffant enroulé autour d’au moins une portion du tube (2), le dispositif (10) comprenant en outre au moins fil (4, 5) d’alimentation électrique relié électriquement audit bobinage (3) via un élément (6) de liaison conducteur électrique monté sur ledit tube (2), caractérisé en ce que l’élément de liaison comprend une bague (6) électriquement conductrice montée autour du tube (2), ladite bague (6) étant en contact d’une part avec le bobinage (3) et, d’autre part, avec le au moins un fil (4, 5) d’alimentation.
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte un isolant (7) électrique interposé entre d’une part le tube (2) et, d’autre part, le bobinage (3) et le fil (4, 5) d’alimentation.
- 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comporte un isolant (7) électrique interposé entre le tube (2) et la bague (6).
- 4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le contact entre la bague (6) et le bobinage (3) est obtenue par sertissage.
- 5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le contact entre la bague (6) et le fil (4, 5) d’alimentation est obtenue par sertissage.
- 6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bague (6) comprend une pièce cylindrique unique ou deux demi-bagues assemblées l’une à l’autre autour du tube (2).
- 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, en position montée sur le tube, la bague (6) comprend au moins une patte ou oreille (16) de fixation s’étendant radialement relativement à la demi-bague, lesdites pattes (16) prenant en sandwich au moins l’un parmi : une extrémité du bobinage (3), un fil (4, 5) d’alimentation.
- 8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte une masse (8) de matière protectrice, notamment une résine, disposée autour du tube (2) de façon à englober la liaison entre le fil (4, 5) et le bobinage (3) et au moins une partie de l’élément (6) de liaison.
- 9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tube (2) a un diamètre compris entre 0,1mm à 5mm et de préférence entre 0,5mm à 1mm.
- 10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le fil chauffant du bobinage (3) est constitué de l’un au moins des matériaux suivants : cuivre, alliage Nickel, Chrome, Aluminium, Silicium (NiCr20AISi), Manganin, Constantan, Platine ou tout autre matériau conducteur chauffant et a un diamètre compris entre 0,01mm et 3mm, par exemple entre 0,06mm et 0,30mm.
- 11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le fil (4, 5) d’alimentation est constitué de l’un au moins des matériaux suivants: cuivre, ou alliage de cuivre, ou tout métal conducteur et a un diamètre supérieur au diamètre du fil chauffant, par exemple compris entre 0,02mm et 5mm.
- 12. Appareil d’analyse de gaz, notamment chromatographe en phase gazeuse comprenant un dispositif de transfert de gaz selon l’une quelconque des revendications 1 à 11.
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