FR3057956A1 - METHOD FOR PERFORMING A THERMAL SHOCK TEST - Google Patents
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Abstract
La présente invention décrit un procédé de réalisation d'un essai de chocs thermiques sur un ensemble de pièces à tester (4), comportant les étapes suivantes : Mesurer au moins une température de référence (TR), la température de référence (TR) étant mesurée à l'intérieur d'un échantillon de référence (7) disposé parmi l'ensemble des pièces à tester (4), (étape 50) Comparer la température de référence (TR) mesurée avec une première température de consigne (T1), (étape 51) Déterminer la durée depuis laquelle l'écart entre la température de référence (TR) mesurée et la première température de consigne (T1) est inférieur à un premier seuil prédéfini (el), (étape 52) Si la durée déterminée est supérieure à une première durée prédéfinie (D1), réaliser un choc thermique sur les pièces à tester (4) (étape 53).The present invention describes a method for performing a thermal shock test on a set of test pieces (4), comprising the following steps: Measuring at least one reference temperature (TR), the reference temperature (TR) being measured inside a reference sample (7) disposed among all the parts to be tested (4), (step 50) Comparing the reference temperature (TR) measured with a first set temperature (T1), (step 51) Determine the time from which the difference between the measured reference temperature (TR) and the first set temperature (T1) is less than a first predefined threshold (el), (step 52) If the determined duration is greater than a first predefined duration (D1), effecting a thermal shock on the parts to be tested (4) (step 53).
Description
© N° de publication : 3 057 956 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)© Publication no .: 3,057,956 (use only for reproduction orders)
©) N° d’enregistrement national : 16 60280 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE©) National registration number: 16 60280 ® FRENCH REPUBLIC
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLENATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY
COURBEVOIE © Int Cl8 : G 01 N25/00 (2017.01), G 01 N 3/60COURBEVOIE © Int Cl 8 : G 01 N25 / 00 (2017.01), G 01 N 3/60
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION
PROCEDE DE REALISATION D'UN ESSAI DE CHOCS THERMIQUES.PROCESS FOR CARRYING OUT A THERMAL SHOCK TEST.
FR 3 057 956 - A1FR 3 057 956 - A1
La présente invention décrit un procédé de réalisation d'un essai de chocs thermiques sur un ensemble de pièces à tester (4), comportant les étapes suivantes:The present invention describes a method for carrying out a thermal shock test on a set of parts to be tested (4), comprising the following steps:
Mesurer au moins une température de référence (TR), la température de référence (TR) étant mesurée à l'intérieur d'un échantillon de référence (7) disposé parmi l'ensemble des pièces à tester (4), (étape 50)Measure at least one reference temperature (TR), the reference temperature (TR) being measured inside a reference sample (7) arranged among all of the parts to be tested (4), (step 50)
Comparer la température de référence (TR) mesurée avec une première température de consigne (T1), (étape 51)Compare the reference temperature (TR) measured with a first set temperature (T1), (step 51)
Déterminer la durée depuis laquelle l'écart entre la température de référence (TR) mesurée et la première température de consigne (T1) est inférieur à un premier seuil prédéfini (el), (étape 52) Si la durée déterminée est supérieure à une première durée prédéfinie (D1), réaliser un choc thermique sur les pièces à tester (4) (étape 53).Determine the time since which the difference between the measured reference temperature (TR) and the first set temperature (T1) is less than a first predefined threshold (el), (step 52) If the determined time is greater than a first predefined duration (D1), perform a thermal shock on the parts to be tested (4) (step 53).
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PROCEDE DE REALISATION D'UN ESSAI DE CHOCS THERMIQUESMETHOD FOR PERFORMING A THERMAL SHOCK TEST
La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un essai de chocs thermiques, mis en œuvre notamment pour la validation de composants de véhicule automobile.The present invention relates to a method for carrying out a thermal shock test, implemented in particular for the validation of motor vehicle components.
Afin de valider la fiabilité des produits, par exemple ceux montés sur des véhicules automobiles, il est bien connu de réaliser des essais de chocs thermiques. Le principe de ces tests est de placer les pièces à valider dans une ambiance chaude, pendant un temps suffisamment long pour que les pièces aient une température homogène, puis de les soumettre brusquement à une ambiance froide. Après avoir attendu une durée suffisamment longue pour que la température redevienne homogène dans les pièces, on place à nouveau les pièces dans l'ambiance chaude. Ce cycle, alternant les passages brusques d'une ambiance chaude à une ambiance froide, est répété selon une séquence de tests prédéfinie. Le nombre de cycles est de l'ordre de plusieurs dizaines à plusieurs centaines.In order to validate the reliability of the products, for example those mounted on motor vehicles, it is well known to carry out thermal shock tests. The principle of these tests is to place the parts to be validated in a warm atmosphere, for a time long enough for the parts to have a uniform temperature, then to subject them suddenly to a cold atmosphere. After having waited long enough for the temperature to become homogeneous in the rooms, the rooms are again placed in the warm atmosphere. This cycle, alternating sudden passages from a warm to a cold, is repeated according to a predefined test sequence. The number of cycles is of the order of several tens to several hundreds.
Les variations brusques de températures créent des contraintes internes dans les pièces, en raison des dilatations différentielles entre les divers éléments des pièces. Ce type de test permet ainsi de simuler un vieillissement accéléré des pièces et permet de détecter des faiblesses potentielles. Les essais de chocs thermiques sont donc fréquemment utilisés pour évaluer et valider la fiabilité des produits, notamment dans l'industrie automobile.Sudden variations in temperature create internal stresses in the rooms, due to the differential expansions between the various elements of the rooms. This type of test thus simulates accelerated aging of the parts and makes it possible to detect potential weaknesses. Thermal shock tests are therefore frequently used to assess and validate product reliability, particularly in the automotive industry.
Les essais de chocs thermiques sont généralement mis en œuvre dans une enceinte climatique, en faisant passer les pièces à tester d'un compartiment placé dans une ambiance chaude à un compartiment placé dans une ambiance froide.Thermal shock tests are generally carried out in a climatic chamber, by passing the parts to be tested from a compartment placed in a warm atmosphere to a compartment placed in a cold atmosphere.
La plupart des cahiers des charges précisent que la température en tout point de la pièce en test doit être comprise dans une plage de plus ou moins 7°C par rapport à la température de consigne. Les pièces doivent donc rester un temps suffisamment long pour que leur température soit proche de la température de consigne et soit suffisamment homogène, même au cœur de la matière.Most specifications specify that the temperature at any point in the part under test must be within a range of plus or minus 7 ° C compared to the set temperature. The parts must therefore remain long enough for their temperature to be close to the set temperature and to be sufficiently homogeneous, even at the heart of the material.
Suivant la masse et l'inertie thermique des pièces à tester, le temps nécessaire pour atteindre des conditions suffisamment proches de la consigne et suffisamment homogènes varie. Les pièces petites et légères atteignent plus rapidement leur équilibre thermique que les pièces massives. De plus, le temps d'atteinte de l'équilibre thermique varie avec le nombre de pièces à tester placées dans l'enceinte thermique. Enfin, lorsqu'on dispose dans la même enceinte des pièces de nature et d'inertie thermique différente, il est difficile de savoir à quel moment l'équilibre thermique est atteint pour chacune des pièces.Depending on the mass and the thermal inertia of the parts to be tested, the time required to reach conditions sufficiently close to the setpoint and sufficiently homogeneous varies. Small and light parts reach their thermal equilibrium more quickly than solid parts. In addition, the time to reach thermal equilibrium varies with the number of parts to be tested placed in the thermal enclosure. Finally, when parts with different types of thermal inertia are available in the same enclosure, it is difficult to know when the thermal equilibrium is reached for each of the parts.
De façon traditionnelle, le temps de maintien est déterminé en mesurant, lors d'une phase initiale de mise au point, la température en divers endroits d'une pièce de test. Lorsqu'on fait varier les conditions d'essai, par exemple en mélangeant des pièces de nature différente où en faisant varier le nombre de pièces en test, le temps d'attente pour obtenir une température suffisamment homogène varie. On risque alors d'avoir un temps de stabilisation insuffisant, ou encore un temps de stabilisation excessif.Traditionally, the holding time is determined by measuring, during an initial development phase, the temperature at various locations in a test piece. When the test conditions are varied, for example by mixing parts of different nature or by varying the number of parts under test, the waiting time to obtain a sufficiently homogeneous temperature varies. There is then a risk of having an insufficient stabilization time, or even an excessive stabilization time.
Un temps de stabilisation insuffisant fait que la température au cœur des pièces n'est pas égale à la température de consigne. Les chocs thermiques sont ainsi moins sévères que prévu. Les résultats d'essais sont alors biaisés, et un lot de pièces peut passer avec succès une séquence de test alors que des défaillances auraient dues être détectées. Les conclusions d'un essai de validation peuvent ainsi être faussées.Insufficient stabilization time means that the temperature inside the rooms is not equal to the set temperature. Thermal shocks are therefore less severe than expected. The test results are then biased, and a batch of parts can successfully pass a test sequence when failures should have been detected. The conclusions of a validation test can thus be distorted.
Un temps de stabilisation excessif par rapport à une valeur suffisante signifie que la durée totale de l'essai, pour réaliser le nombre de cycles thermiques prévus, sera inutilement longue. II s'ensuit une utilisation des moyens d'essais non optimales : le temps d'attente pour obtenir les résultats d'essais est accru, et la consommation énergétique de l'enceinte climatique est inutilement augmentée.An excessive stabilization time in relation to a sufficient value means that the total duration of the test, to carry out the number of thermal cycles provided for, will be unnecessarily long. It follows that the non-optimal test means are used: the waiting time to obtain the test results is increased, and the energy consumption of the climatic chamber is unnecessarily increased.
Le but de l'invention est de fournir une méthode de la mesure de la température permettant de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, même lorsque le nombre et la nature des pièces à tester varie.The object of the invention is to provide a method of measuring the temperature which makes it possible to remedy the drawbacks of the prior art, even when the number and the nature of the parts to be tested vary.
A cet effet, l'invention propose un procédé de réalisation d'un essai de chocs thermiques sur un ensemble de pièces à tester, comportant les étapes suivantes :To this end, the invention proposes a method for carrying out a thermal shock test on a set of parts to be tested, comprising the following steps:
Mesurer au moins une température de référence, la température de référence étant mesurée à l'intérieur d'un échantillon de référence disposé parmi l'ensemble des pièces à tester, (étape 50) Comparer la température de référence mesurée avec une première température de consigne, (étape 51)Measure at least one reference temperature, the reference temperature being measured inside a reference sample placed among all the parts to be tested, (step 50) Compare the measured reference temperature with a first set temperature , (step 51)
Déterminer une durée depuis laquelle l'écart entre la température de référence mesurée et la première température de consigne est inférieur à un premier seuil prédéfini, (étape 52)Determine a time since which the difference between the measured reference temperature and the first setpoint temperature is less than a first predefined threshold, (step 52)
Si la durée déterminée est supérieure à une première durée de maintien prédéfinie, réaliser un choc thermique sur l'ensemble des pièces à tester (étape 53).If the determined duration is greater than a first predefined holding duration, carry out a thermal shock on all of the parts to be tested (step 53).
La température de référence est mesurée au cœur d'un échantillon massif qui présente une inertie thermique semblable à celles des pièces en tests. La température de référence mesurée est donc représentative de l'état thermique réel des pièces. Le choc thermique est déclenché seulement lorsque la température au cœur des pièces est suffisamment proche de la consigne de température.The reference temperature is measured at the heart of a massive sample which has a thermal inertia similar to that of the parts under test. The measured reference temperature is therefore representative of the actual thermal state of the parts. The thermal shock is triggered only when the temperature in the core of the rooms is sufficiently close to the temperature setpoint.
De préférence, le choc thermique est réalisé en transférant l'ensemble des pièces à tester d'un premier compartiment d'une enceinte climatique vers un deuxième compartiment de l'enceinte climatique, la température du premier compartiment étant régulée à une première température de consigne et la température du deuxième compartiment étant régulée à une deuxième température de consigne, la durée du transfert étant inférieure à une durée maximale prédéfinie.Preferably, the thermal shock is produced by transferring all of the parts to be tested from a first compartment of a climatic chamber to a second compartment of the climatic chamber, the temperature of the first compartment being regulated at a first set temperature. and the temperature of the second compartment being regulated at a second set temperature, the duration of the transfer being less than a predefined maximum duration.
Pour assurer une variation brutale de température, qui est la définition du terme « choc thermique », les pièces sont déplacées d'un premier compartiment où règne une température dite froide vers un deuxième compartiment où règne une température dite chaude. Ce déplacement doit être suffisamment rapide.To ensure a sudden change in temperature, which is the definition of the term "thermal shock", the parts are moved from a first compartment where a so-called cold temperature prevails towards a second compartment where a so-called hot temperature prevails. This movement must be fast enough.
Avantageusement, le procédé comporte les étapes suivantes :Advantageously, the method comprises the following steps:
Mesurer au moins une température de référence, la température de référence étant mesurée à l'intérieur d'un échantillon de référence disposé parmi l'ensemble des pièces à tester, (étape 54) Comparer la température de référence mesurée avec une deuxième température de consigne, (étape 55)Measure at least one reference temperature, the reference temperature being measured inside a reference sample placed among all the parts to be tested, (step 54) Compare the measured reference temperature with a second set temperature , (step 55)
Déterminer une durée depuis laquelle l'écart entre la température de référence mesurée et la deuxième température de consigne est inférieur à un deuxième seuil prédéfini, (étape 56)Determine a time since which the difference between the measured reference temperature and the second setpoint temperature is less than a second predefined threshold, (step 56)
Si la durée déterminée est supérieure à une deuxième durée de maintien prédéfinie, réaliser un choc thermique sur l'ensemble des pièces à tester (étape 57).If the determined duration is greater than a second predefined holding duration, carry out a thermal shock on all of the parts to be tested (step 57).
Les chocs thermiques sont réalisés en alternant l'exposition à la température froide et l'exposition à la température chaude. La séquence d'essai inclus un nombre de cycle prédéfini.Thermal shock is achieved by alternating exposure to cold temperature and exposure to hot temperature. The test sequence includes a predefined number of cycles.
Ainsi, le choc thermique est réalisé également en transférant l'ensemble des pièces à tester du deuxième compartiment de I' enceinte climatique vers le premier compartiment de l'enceinte climatique, la température du premier compartiment étant régulée à une première température de consigne et la température du deuxième compartiment étant régulée à une deuxième température de consigne, la durée du transfert étant inférieure à une durée maximale prédéfinie.Thus, the thermal shock is also carried out by transferring all of the parts to be tested from the second compartment of the climatic chamber to the first compartment of the climatic chamber, the temperature of the first compartment being regulated at a first set temperature and the temperature of the second compartment being regulated at a second set temperature, the duration of the transfer being less than a predefined maximum duration.
Comme précédemment, le choc thermique consistant à exposer brusquement les pièces à tester à une température froide, après les avoir stabilisées à une température chaude, est réalisé en déplaçant les pièces d'un compartiment de l'enceinte thermique à l'autre.As before, the thermal shock consisting in suddenly exposing the parts to be tested at a cold temperature, after having stabilized them at a hot temperature, is achieved by moving the parts from one compartment of the thermal enclosure to the other.
De préférence, le transfert de l'ensemble des pièces à tester du premier compartiment au deuxième compartiment ou du deuxième compartiment au premier compartiment est assuré par un plateau motorisé mobile entre les deux compartiments de l'enceinte climatique.Preferably, the transfer of all the parts to be tested from the first compartment to the second compartment or from the second compartment to the first compartment is ensured by a mobile motorized plate between the two compartments of the climatic enclosure.
Le déplacement d'un compartiment à l'autre est effectué par un plateau mobile sur lequel les pièces à tester sont posées. Le système de pilotage de l'enceinte climatique active un moteur permettant de déplacer rapidement le plateau d'un compartiment à l'autre.The movement from one compartment to the other is carried out by a mobile plate on which the parts to be tested are placed. The climate chamber control system activates a motor allowing the tray to be moved quickly from one compartment to another.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'échantillon de référence comporte un logement configuré pour recevoir un capteur de mesure de température.According to one embodiment of the invention, the reference sample comprises a housing configured to receive a temperature measurement sensor.
L'échantillon de référence comporte un logement. Le capteur de température est inséré dans ce logement. La température mesurée correspond ainsi à la température au cœur de l'échantillon de référence. Cette mesure est beaucoup plus représentative de l'état thermique des pièces de test que la mesure de la température régnant à l'intérieur du compartiment où se trouvent les pièces.The reference sample includes a housing. The temperature sensor is inserted in this housing. The temperature measured thus corresponds to the temperature at the heart of the reference sample. This measurement is much more representative of the thermal state of the test pieces than the measurement of the temperature prevailing inside the compartment where the pieces are located.
De préférence, l'échantillon de référence est métallique.Preferably, the reference sample is metallic.
L'échantillon est ainsi facile à fabriquer.The sample is thus easy to manufacture.
Par exemple, l'échantillon de référence est en acier.For example, the reference sample is steel.
Selon un autre mode de réalisation, l'échantillon de référence est en aluminium.According to another embodiment, the reference sample is made of aluminum.
En variante, l'échantillon de référence est en cuivre.Alternatively, the reference sample is copper.
Ces matières sont facilement disponibles dans une grande variété de dimensions.These materials are readily available in a wide variety of sizes.
Avantageusement, l'échantillon de référence est de forme parallélépipédique.Advantageously, the reference sample is of parallelepiped shape.
L'échantillon est ainsi facile à fabriquer et présente une bonne stabilité.The sample is thus easy to manufacture and has good stability.
Selon un mode de réalisation, l'échantillon de référence est un cube.According to one embodiment, the reference sample is a cube.
Avantageusement, l'échantillon de référence est obtenu par usinage.Advantageously, the reference sample is obtained by machining.
L'échantillon de référence peut être obtenu par usinage d'un bloc de métal, il est ainsi très facile d'obtenir les dimensions souhaitées. En phase de mise au point, on peut également facilement modifier les dimensions d'un échantillon qui présenterait une inertie thermique trop élevée.The reference sample can be obtained by machining a metal block, so it is very easy to obtain the desired dimensions. In the development phase, it is also easy to modify the dimensions of a sample which would have too high a thermal inertia.
Selon un mode de réalisation, l'échantillon de référence est obtenu par moulage.According to one embodiment, the reference sample is obtained by molding.
II peut être avantageux d'investir dans un moule si on a de nombreux échantillons de référence à fabriquer, par exemple lorsque l'on dispose de nombreuses enceintes climatiques fonctionnant simultanément.It may be advantageous to invest in a mold if there are many reference samples to manufacture, for example when there are many climatic chambers operating simultaneously.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'échantillon de référence est une pièce identique à l'une des pièces de l'ensemble à tester.According to an advantageous embodiment, the reference sample is a part identical to one of the parts of the assembly to be tested.
On peut utiliser comme échantillon de référence une pièce identique à celles à tester, modifiée et dédiée aux tests. La modification consiste à réaliser le logement recevant le capteur de température et à assurer la fixation du capteur de température. La mesure de température de référence est ainsi parfaitement représentative des conditions thermiques au cœur des pièces à tester.We can use as reference sample a part identical to those to be tested, modified and dedicated to the tests. The modification consists in making the housing receiving the temperature sensor and in securing the temperature sensor. The reference temperature measurement is thus perfectly representative of the thermal conditions at the heart of the parts to be tested.
De préférence, le logement est une cavité borgne.Preferably, the housing is a blind cavity.
La cavité borgne permet de positionner l'extrémité du capteur au cœur de la pièce et ainsi de caractériser l'état thermique au cœur de la matière.The blind cavity makes it possible to position the end of the sensor at the heart of the part and thus to characterize the thermal state at the heart of the material.
En variante, le logement est une cavité débouchante obturée par un bouchon rapporté.Alternatively, the housing is a through cavity closed by an attached plug.
S'il est plus facile de réaliser un trou débouchant, il est préférable de reboucher l'extrémité qui n'est pas utilisée pour insérer le capteur de température, pour éviter une conduction thermique trop facile vers le capteur.If it is easier to make a through hole, it is preferable to plug the end which is not used to insert the temperature sensor, to avoid too easy thermal conduction to the sensor.
De préférence, le logement est obtenu par usinage de l'échantillon de référence.Preferably, the housing is obtained by machining the reference sample.
Le logement est ainsi très facilement obtenu. Pendant la phase de mise au point, il est possible d'augmenter la profondeur du logement si nécessaire.Housing is thus very easily obtained. During the development phase, it is possible to increase the depth of the housing if necessary.
Avantageusement, le capteur de température est vissé dans le logement de l'échantillon de référence.Advantageously, the temperature sensor is screwed into the housing of the reference sample.
La fixation par vissage permet un démontage et un remontage aisé du capteur de température.The screw fastening allows easy disassembly and reassembly of the temperature sensor.
En variante, le capteur de température est collé dans le logement de l'échantillon de référence.Alternatively, the temperature sensor is glued into the housing of the reference sample.
Le collage du capteur de température permet une meilleure diffusion thermique vers le capteur.The bonding of the temperature sensor allows a better thermal diffusion towards the sensor.
Selon un mode de réalisation, le procédé comporte les étapes suivantes :According to one embodiment, the method comprises the following steps:
- Mesurer une deuxième température de référence, la deuxième température de référence étant mesurée à l'intérieur d'un deuxième échantillon de référence disposé parmi l'ensemble des pièces à tester,- Measure a second reference temperature, the second reference temperature being measured inside a second reference sample placed among all of the parts to be tested,
- Déterminer la durée depuis laquelle l'écart entre chacune des températures de référence mesurées et la première température de consigne est inférieur au seuil prédéfini,- Determine the time since which the difference between each of the measured reference temperatures and the first setpoint temperature is less than the predefined threshold,
- Si la durée déterminée est supérieure à une durée prédéfinie, réaliser un choc thermique sur l'ensemble des pièces à tester.- If the determined duration is greater than a predefined duration, carry out a thermal shock on all the parts to be tested.
Si on est amené à tester simultanément des pièces présentant une inertie thermique très différente, il peut être intéressant d'utiliser conjointement deux échantillons de référence. Le choc thermique est déclenché lorsque les mesures montrent que l'équilibre thermique est atteint pour chacun des deux échantillons de référence. La fiabilité du procédé est ainsi améliorée.If it is necessary to simultaneously test parts having very different thermal inertia, it may be advantageous to use two reference samples together. The thermal shock is triggered when the measurements show that the thermal equilibrium is reached for each of the two reference samples. The reliability of the process is thus improved.
Les mêmes conditions sont appliquées pour le cas d'un choc thermique consistant en un déplacement du premier compartiment vers le deuxième compartiment.The same conditions are applied for the case of a thermal shock consisting in a displacement of the first compartment towards the second compartment.
Selon un mode de réalisation, le capteur de température délivre un signal de type analogique.According to one embodiment, the temperature sensor delivers an analog type signal.
Selon un autre mode de réalisation, le capteur de température délivre un signal de type numérique. Le type de capteur est sélectionné suivant le type de centrale d'acquisition de données de l'enceinte climatique.According to another embodiment, the temperature sensor delivers a digital type signal. The type of sensor is selected according to the type of data acquisition unit in the climatic chamber.
Avantageusement, le capteur de température délivre une information sans contact filaire.Advantageously, the temperature sensor delivers information without wired contact.
Le capteur de température devant bouger d'un compartiment à l'autre, en même temps que les pièces d'essai, il est avantageux de ne pas avoir de fil connecté à la centrale d'acquisition de données. En effet, les mouvements répétitifs d'un compartiment à l'autre risquent d'endommager le capteur. Une défaillance du capteur en cours d'essai risque d'interrompre l'essai et doit être évitée.Since the temperature sensor must move from one compartment to another, at the same time as the test pieces, it is advantageous not to have a wire connected to the data acquisition center. Indeed, repetitive movements from one compartment to another risk damaging the sensor. A sensor failure during the test may interrupt the test and should be avoided.
Selon un mode de réalisation, le capteur de température comprend un thermocouple.According to one embodiment, the temperature sensor comprises a thermocouple.
Par exemple, le thermocouple du capteur de température est de type K, ou de type N, ou de type L. Ce type de capteur présente une bonne précision sur une large plage de température.For example, the thermocouple of the temperature sensor is of type K, or of type N, or of type L. This type of sensor has good accuracy over a wide temperature range.
Selon un autre mode de réalisation, le capteur de température comprend une résistance variable avec la température.According to another embodiment, the temperature sensor comprises a variable resistance with the temperature.
Par exemple, le capteur de température comporte un élément résistif en platine.For example, the temperature sensor includes a resistive platinum element.
Ce type de capteur présente des caractéristiques dérivant peu.This type of sensor has little drifting characteristics.
Selon un mode de réalisation, le seuil d'écart de température prédéfini est compris entre -5° et +5°.According to one embodiment, the predefined temperature difference threshold is between -5 ° and + 5 °.
Cette valeur permet de prendre en compte les dispersions et dérives pouvant exister entre les caractéristiques des capteurs de mesure de température.This value makes it possible to take into account the dispersions and drifts that may exist between the characteristics of the temperature measurement sensors.
Selon un mode de réalisation, la première durée de maintien prédéfinie est comprise entre 15 minutes et 30 minutes.According to one embodiment, the first predefined holding time is between 15 minutes and 30 minutes.
Selon un mode de réalisation, la deuxième durée de maintien prédéfinie est comprise entre 15 minutes et 30 minutes.According to one embodiment, the second predefined holding time is between 15 minutes and 30 minutes.
Cette durée de maintien permet d'obtenir des conditions proches de l'équilibre thermique et ainsi d'assurer des essais répétables.This holding time makes it possible to obtain conditions close to thermal equilibrium and thus to ensure repeatable tests.
Selon un mode de réalisation, la première température de consigne est comprise entre -45°C et 35°C.According to one embodiment, the first set temperature is between -45 ° C and 35 ° C.
Selon un mode de réalisation, la deuxième température de consigne est comprise entre +155°C et +165°C.According to one embodiment, the second set temperature is between + 155 ° C and + 165 ° C.
Selon un mode de réalisation, la durée maximale de transfert prédéfinie (dxl) est inférieure à 10 secondes.According to one embodiment, the maximum predefined transfer duration (dxl) is less than 10 seconds.
Ces valeurs permettent de réaliser des essais accélérés représentatifs des conditions rencontrées par un véhicule automobile.These values make it possible to carry out accelerated tests representative of the conditions encountered by a motor vehicle.
L'invention concerne également un dispositif de réalisation d'un essai de chocs thermiques sur un ensemble de pièces à tester mettant en œuvre le procédé tel que décrit précédemment, comportant :The invention also relates to a device for carrying out a thermal shock test on a set of parts to be tested implementing the method as described above, comprising:
- une enceinte climatique comportant :- a climatic chamber comprising:
o un premier compartiment, configuré pour que sa température soit régulée à une première température de consigne, o un deuxième compartiment, configuré pour que sa température soit régulée à une deuxième température de consigne, o un plateau motorisé mobile, agencé pour transférer un ensemble de pièces à tester du premier compartiment au deuxième compartiment ou du deuxième compartiment au premier compartiment,o a first compartment, configured so that its temperature is regulated at a first set temperature, o a second compartment, configured so that its temperature is regulated at a second set temperature, o a mobile motorized tray, arranged to transfer a set of parts to be tested from the first compartment to the second compartment or from the second compartment to the first compartment,
- un échantillon de référence,- a reference sample,
- un capteur de température, agencé pour mesurer une température de référence à l'intérieur de l'échantillon de référence.- a temperature sensor, arranged to measure a reference temperature inside the reference sample.
L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures.The invention will be better understood on reading the figures.
La figure 1 représente de manière schématique une enceinte climatique pour la réalisation d'essais de chocs thermiques,FIG. 1 schematically represents a climatic enclosure for carrying out thermal shock tests,
La figure 2 décrit de manière schématique une partie du dispositif d'essai mettant en œuvre le procédé selon l'invention,FIG. 2 schematically describes part of the test device implementing the method according to the invention,
La figure 3 représente l'évolution en fonction du temps de la température dans une pièce d'essai, et illustre un inconvénient d'une méthode d'essai selon l'état de l'art, La figure 4 représente l'évolution en fonction du temps de la température dans une autre pièce d'essai, et illustre un autre inconvénient d'une méthode d'essai selon l'état de l'art,FIG. 3 represents the evolution as a function of time of the temperature in a test piece, and illustrates a drawback of a test method according to the state of the art, FIG. 4 represents the evolution as a function temperature time in another test piece, and illustrates another drawback of a state-of-the-art test method,
La figure 5 illustre le procédé selon l'invention, et représente l'évolution en fonction du temps de la température dans la pièce d'essai de la figure 2,FIG. 5 illustrates the method according to the invention, and represents the evolution as a function of time of the temperature in the test piece of FIG. 2,
La figure 6 illustre le procédé selon l'invention, représente l'évolution en fonction du temps de la température dans la pièce d'essai de la figure 3,FIG. 6 illustrates the process according to the invention, represents the evolution as a function of time of the temperature in the test piece of FIG. 3,
La figure 7 est un schéma bloc illustrant les différentes étapes du procédé selon l'invention.FIG. 7 is a block diagram illustrating the different stages of the method according to the invention.
On a représenté sur la figure 1 un dispositif de réalisation d'essai de chocs thermiques selon l'état de l'art. Le dispositif comporte une enceinte climatique 10, comprenant un premier compartiment 1, un deuxième compartiment 2, un plateau motorisé mobile 3.FIG. 1 shows a device for carrying out thermal shock tests according to the state of the art. The device comprises a climatic chamber 10, comprising a first compartment 1, a second compartment 2, a mobile motorized plate 3.
Le choc thermique est réalisé en transférant l'ensemble des pièces à tester 4 d'un premier compartiment 1 d'une enceinte climatique 10 vers un deuxième compartiment 2 de l'enceinte climatique 10, la température du premier compartiment 1 étant régulée à une première température de consigne Tl et la température du deuxième compartiment 2 étant régulée à une deuxième température de consigne T2, la durée du transfert étant inférieure à une durée maximale prédéfinie dxl.The thermal shock is produced by transferring all of the parts to be tested 4 from a first compartment 1 of a climatic chamber 10 to a second compartment 2 of the climatic chamber 10, the temperature of the first compartment 1 being regulated at a first setpoint temperature Tl and the temperature of the second compartment 2 being regulated at a second setpoint temperature T2, the duration of the transfer being less than a predefined maximum duration dxl.
La température de chacun des compartiments 1,2 peut être régulée à une température différente de celle de l'autre compartiment. Chaque compartiment 1,2 comprend un capteur de mesure de température 11, 12 permettant au système de contrôle de l'enceinte climatique 10 d'assurer la régulation de température. Un système de chauffage et un système de refroidissement permettent de réguler indépendamment la température de chaque compartiment.The temperature of each of the compartments 1, 2 can be regulated at a temperature different from that of the other compartment. Each compartment 1, 2 includes a temperature measurement sensor 11, 12 allowing the control system of the climatic chamber 10 to ensure temperature regulation. A heating system and a cooling system allow the temperature of each compartment to be regulated independently.
L'application d'un choc thermique sur l'ensemble des pièces à tester 4 consiste à placer l'ensemble des pièces à une première température, pendant un temps suffisamment long pour que la température soit stabilisée au cœur des pièces, puis à exposer brusquement les pièces à une autre température suffisamment différente de la première température.The application of a thermal shock to all of the parts to be tested 4 consists in placing all of the parts at a first temperature, for a time long enough for the temperature to stabilize at the heart of the parts, then exposing suddenly rooms at another temperature sufficiently different from the first temperature.
Ainsi, à l'intérieur du premier compartiment 1, la première température de consigne Tl est comprise entre -45°C et -35°C. A l'intérieur du deuxième compartiment 2, la deuxième température de consigne T2 est comprise entre +155°C et +165°C.Thus, inside the first compartment 1, the first set temperature Tl is between -45 ° C and -35 ° C. Inside the second compartment 2, the second set temperature T2 is between + 155 ° C and + 165 ° C.
Une séquence d'essai de chocs thermiques consiste à alterner des expositions à une ambiance chaude de température T2 et à une ambiance froide de température Tl, le passage d'une température à l'autre devant être rapide. La séquence d'essai consiste à répéter ces cycles, le nombre de cycles est de l'ordre de plusieurs dizaines à plusieurs centaines.A thermal shock test sequence consists of alternating exposures to a hot environment of temperature T2 and to a cold environment of temperature Tl, the transition from one temperature to the other must be rapid. The test sequence consists in repeating these cycles, the number of cycles is of the order of several tens to several hundreds.
Afin d'obtenir des variations brusques de température, les pièces à tester sont transférées d'un compartiment à l'autre.In order to obtain sudden temperature variations, the parts to be tested are transferred from one compartment to the other.
Le transfert de l'ensemble des pièces à tester 4 du premier compartiment 1 au deuxième compartiment 2 ou du deuxième compartiment 2 au premier compartiment 1 est assuré par un plateau motorisé 3 mobile entre les deux compartiments 1,2 de l'enceinte climatique 10.The transfer of all of the parts to be tested 4 from the first compartment 1 to the second compartment 2 or from the second compartment 2 to the first compartment 1 is provided by a motorized plate 3 movable between the two compartments 1,2 of the climatic chamber 10.
Sur l'exemple représenté, le transfert des pièces est réalisé selon un déplacement vertical. Il est bien sur possible d'avoir une enceinte dans laquelle le transfert se fait par un déplacement horizontal.L'ensemble des pièces à tester 4 est disposé sur le plateau motorisé mobile 3.In the example shown, the transfer of the parts is carried out according to a vertical displacement. It is of course possible to have an enclosure in which the transfer is made by a horizontal displacement. All the parts to be tested 4 are placed on the mobile motorized plate 3.
Un dispositif non représenté assure l'étanchéité entre les deux compartiments 1,2 tout en permettant le déplacement du plateau motorisé mobile 3 d'un compartiment à l'autre.A device, not shown, seals between the two compartments 1, 2 while allowing the mobile motorized plate 3 to be moved from one compartment to the other.
Pour être considéré comme un choc thermique, le temps de transfert d'un compartiment à l'autre doit être inférieur à une durée maximale de transfert prédéfinie notamment par les normes d'essais IEC 60068-2-14.La durée maximale de transfert prédéfinie dxl est inférieure à 10 secondes.To be considered a thermal shock, the transfer time from one compartment to the other must be less than a maximum transfer duration predefined in particular by the test standards IEC 60068-2-14.The maximum transfer duration predefined dxl is less than 10 seconds.
Afin que la température soit homogène à l'intérieur des pièces à tester, le temps de maintien est programmé à une valeur jugée suffisante pour l'ensemble des cas à considérer. En effet, les pièces de faible dimension et de faible masse ont moins d'inertie thermique que les pièces lourdes et de grande dimension. Les pièces de faible dimension atteignent ainsi une température homogène, même au cœur de la matière, plus rapidement que les pièces de plus grande taille. Le temps de maintien à la température de consigne Tl est, selon l'état de l'art, déterminé pour convenir à l'ensemble des pièces à tester.In order for the temperature to be uniform inside the parts to be tested, the holding time is programmed to a value deemed sufficient for all of the cases to be considered. Indeed, the parts of small dimension and low mass have less thermal inertia than the heavy parts and of large dimension. Small parts thus reach a uniform temperature, even at the heart of the material, faster than larger parts. The holding time at the set temperature Tl is, according to the state of the art, determined to suit all of the parts to be tested.
La figure 3 illustre l'évolution en fonction du temps de la température à l'intérieur d'une pièce à tester pour laquelle l'inertie thermique est faible. La courbe 30 schématise l'évolution en fonction du temps de la température de consigne du compartiment dans lequel est placé l'ensemble des pièces à tester 4. A l'instant t0, l'ensemble des pièces est transféré du compartiment 1, placé à la température Tl, vers le compartiment 2, placé à la température T2.FIG. 3 illustrates the evolution as a function of time of the temperature inside a room to be tested for which the thermal inertia is low. The curve 30 shows diagrammatically the evolution as a function of time of the set temperature of the compartment in which all the parts to be tested are placed 4. At time t 0 , all the parts are transferred from compartment 1, placed at temperature T1, to compartment 2, placed at temperature T2.
Après une durée de maintien dans le deuxième compartiment égale à DM2, l'ensemble des pièces est transféré à nouveau vers le premier compartiment, et y reste pendant la durée DM1. Le cycle recommence ensuite.After a holding period in the second compartment equal to DM2, all of the parts are transferred again to the first compartment, and remains there for the period DM1. The cycle then begins again.
La courbe 31 schématise l'évolution en fonction du temps de la température au cœur d'une des pièces à tester. Cette température évolue plus lentement que la consigne de température, puisque l'évolution de la température au cœur des pièces est régie par les lois de la diffusion thermique.Curve 31 diagrams the evolution as a function of time of the temperature at the heart of one of the parts to be tested. This temperature changes more slowly than the temperature setpoint, since the change in temperature at the heart of the rooms is governed by the laws of thermal diffusion.
Dans le cas de la figure 3, on voit que les durées de maintien DM1 et DM2 sont inutilement longues. En effet, après un changement de température de consigne, la courbe 31 rejoint la courbe 30 bien avant la durée DM1 ou DM2. La durée d'un cycle est donc inutilement longue. Les normes prévoyant en général un nombre de cycles à effectuer, la durée de l'essai est allongée. L'occupation des moyens de test n'est donc pas optimisée, avec un gaspillage d'énergie pour chauffer et refroidir l'enceinte climatique, et un temps d'attente des résultats allongé.In the case of FIG. 3, it can be seen that the holding times DM1 and DM2 are unnecessarily long. In fact, after a change in the set temperature, the curve 31 joins the curve 30 well before the duration DM1 or DM2. The duration of a cycle is therefore unnecessarily long. As standards generally provide for a number of cycles to be performed, the duration of the test is extended. The occupation of the test means is therefore not optimized, with a waste of energy for heating and cooling the climatic chamber, and an extended waiting time for the results.
La figure 4 illustre la température à l'intérieur d'une pièce à tester pour laquelle l'inertie thermique est plus élevée que dans le cas de la figure 3.FIG. 4 illustrates the temperature inside a room to be tested for which the thermal inertia is higher than in the case of FIG. 3.
La courbe 41 schématise la température au cœur d'une des pièces à tester. La courbe 40 illustre elle l'évolution en fonction du temps de la consigne de température du compartiment dans lequel séjournent l'ensemble des pièces d'essais 4. En raison de l'inertie thermique supérieure, la température évolue plus lentement que dans le cas de la figure 3 et on a ici la situation inverse : la température n'est toujours pas stabilisée lorsque la durée de maintien DM2 est terminée. Le choc thermique suivant est donc déclenché prématurément. Dans ce cas, le choc thermique est moins sévère que prévu. Les résultats d'essais sont biaisés, c'est-à-dire que la résistance des pièces de test risque d'être surestimée.Curve 41 shows the temperature at the heart of one of the parts to be tested. Curve 40 illustrates the evolution as a function of time of the temperature setpoint of the compartment in which all of the test pieces 4 reside. Due to the higher thermal inertia, the temperature changes more slowly than in the case in Figure 3 and here we have the opposite situation: the temperature is still not stabilized when the DM2 holding time is over. The following thermal shock is therefore triggered prematurely. In this case, the thermal shock is less severe than expected. The test results are biased, that is, the resistance of the test pieces may be overestimated.
Selon l'état de l'art, les durées de maintien DM1 et DM2 sont fixes et programmées dans le système de contrôle de l'enceinte climatique 10.According to the state of the art, the holding times DM1 and DM2 are fixed and programmed in the climatic chamber control system 10.
Le but de l'invention est de fournir un procédé pour lequel les durées de maintien s'adaptent automatiquement à la température réelle au cœur des pièces à tester.The object of the invention is to provide a method for which the holding times are automatically adapted to the actual temperature at the heart of the parts to be tested.
Ainsi selon l'invention le procédé de réalisation d'un essai de chocs thermiques sur un ensemble de pièces à tester 4 comporte les étapes suivantes :Thus according to the invention the method for carrying out a thermal shock test on a set of parts to be tested 4 comprises the following steps:
Mesurer au moins une température de référence TR, la température de référence TR étant mesurée à l'intérieur d'un échantillon de référence 7 disposé parmi l'ensemble des pièces à tester 4, (étape 50)Measure at least one reference temperature TR, the reference temperature TR being measured inside a reference sample 7 arranged among all of the parts to be tested 4, (step 50)
Comparer la température de référence TR mesurée avec une première température de consigne Tl, (étape 51)Compare the reference temperature TR measured with a first set temperature Tl, (step 51)
Déterminer une durée D depuis laquelle l'écart entre la température de référence TR mesurée et la première température de consigne Tl est inférieur à un premier seuil prédéfini el, (étape 52)Determine a duration D from which the difference between the measured reference temperature TR and the first setpoint temperature Tl is less than a first predefined threshold el, (step 52)
Si la durée D déterminée est supérieure à une première durée de maintien prédéfinie Dl, réaliser un choc thermique sur l'ensemble des pièces à tester 4 (étape 53).If the determined duration D is greater than a first predefined holding duration Dl, carry out a thermal shock on all of the parts to be tested 4 (step 53).
La réalisation des chocs thermiques au passage du compartiment 2 vers le compartiment 1 est gérée de la même manière que ceux qui viennent d'être décrits, qui correspondaient au passage du compartiment 1 vers le compartiment 2.The production of thermal shocks when passing from compartment 2 to compartment 1 is managed in the same way as those which have just been described, which corresponded to the passage from compartment 1 to compartment 2.
Ainsi le procédé comporte les étapes suivantes :Thus the process includes the following steps:
Mesurer au moins une température de référence TR, la température de référence TR étant mesurée à l'intérieur d'un échantillon de référence 7 disposé parmi l'ensemble des pièces à tester 4, (étape 54)Measure at least one reference temperature TR, the reference temperature TR being measured inside a reference sample 7 arranged among all of the parts to be tested 4, (step 54)
Comparer la température de référence TR mesurée avec une deuxième température de consigne T2, (étape 55)Compare the reference temperature TR measured with a second set temperature T2, (step 55)
Déterminer une durée D depuis laquelle l'écart entre la température de référence TR mesurée et la deuxième température de consigne T2 est inférieur à un deuxième seuil prédéfini e2, (étape 56)Determine a duration D from which the difference between the measured reference temperature TR and the second setpoint temperature T2 is less than a second predefined threshold e2, (step 56)
Si la durée D déterminée est supérieure à une deuxième durée de maintien prédéfinie D2, réaliser un choc thermique sur l'ensemble des pièces à tester 4 (étape 57).If the determined duration D is greater than a second predefined holding duration D2, carry out a thermal shock on all of the parts to be tested 4 (step 57).
Ainsi, le choc thermique est réalisé en transférant l'ensemble des pièces à tester 4 du deuxième compartiment 2 de l'enceinte climatique 10 vers le premier compartiment 1 de l'enceinte climatique 10, la température du premier compartiment 1 étant régulée à une première température de consigne Tl et la température du deuxième compartiment 2 étant régulée à une deuxième température de consigne T2, la durée du transfert étant inférieure à une durée maximale prédéfinie dxl.Thus, the thermal shock is achieved by transferring all of the parts to be tested 4 from the second compartment 2 of the climatic chamber 10 to the first compartment 1 of the climatic chamber 10, the temperature of the first compartment 1 being regulated at a first setpoint temperature Tl and the temperature of the second compartment 2 being regulated at a second setpoint temperature T2, the duration of the transfer being less than a predefined maximum duration dxl.
Les chocs thermiques sont ainsi réalisés en alternant l'exposition à la température froide et l'exposition à la température chaude.Thermal shock is thus achieved by alternating exposure to cold temperature and exposure to hot temperature.
La figure 2 illustre l'agencement de l'échantillon de référence 7. L'échantillon de référence 7 comporte un logement 8 configuré pour recevoir un capteur de mesure de température 5. L'échantillon de référence 7 est ici métallique. Plus précisément, l'échantillon de référence 7 est en acier.FIG. 2 illustrates the arrangement of the reference sample 7. The reference sample 7 comprises a housing 8 configured to receive a temperature measurement sensor 5. The reference sample 7 is here metallic. More specifically, the reference sample 7 is made of steel.
L'échantillon de référence 7 est ici de forme parallélépipédique. Plus précisément, l'échantillon de référence 7 est un cube.The reference sample 7 is here in the form of a parallelepiped. More specifically, the reference sample 7 is a cube.
L'échantillon de référence 7 est ici obtenu par usinage.The reference sample 7 is here obtained by machining.
Le capteur de température 5 délivre un signal de type analogique. Plus précisément, le capteur de température 5 comprend un thermocouple. Le thermocouple du capteur de température 5 est ici de type K. En variante, le thermocouple peut être de type N, ou de type L.The temperature sensor 5 delivers an analog type signal. More specifically, the temperature sensor 5 includes a thermocouple. The thermocouple of the temperature sensor 5 is here of type K. As a variant, the thermocouple can be of type N, or of type L.
Le logement 8 est ici une cavité borgne 9. Le logement 8 est ici obtenu par usinage de l'échantillon de référence 7.The housing 8 is here a blind cavity 9. The housing 8 is here obtained by machining the reference sample 7.
Le capteur de température 5 est vissé dans le logement 8 de l'échantillon de référence 7.The temperature sensor 5 is screwed into the housing 8 of the reference sample 7.
L'extrémité du capteur de température 5 est située au cœur de la matière de l'échantillon de référence.The end of the temperature sensor 5 is located at the heart of the material of the reference sample.
L'échantillon de référence est défini pour une famille de pièces à tester.The reference sample is defined for a family of parts to be tested.
Les dimensions de l'échantillon de référence, ainsi que l'emplacement et la profondeur du logement 8, sont par exemple définis en déterminant par des logiciels de simulation l'évolution temporelle de la température dans l'échantillon ainsi que dans une pièce réelle. L'échantillon de référence est ainsi défini pour avoir la même évolution de température qu'une pièce réelle.The dimensions of the reference sample, as well as the location and the depth of the housing 8, are for example defined by determining by simulation software the temporal evolution of the temperature in the sample as well as in an actual room. The reference sample is thus defined to have the same temperature change as an actual part.
Selon un autre mode de réalisation, l'échantillon de référence 7 est une pièce identique à l'une des pièces de l'ensemble à tester 4.According to another embodiment, the reference sample 7 is a part identical to one of the parts of the assembly to be tested 4.
Une pièce identique à celles à tester est modifiée et dédiée aux tests. La modification consiste à réaliser le logement 8 recevant le capteur de température et à assurer la fixation du capteur de température 5. L'emplacement du logement 8 correspond à la zone la plus massive, où la diffusion thermique sera la plus lente. La mesure de température de référence est ainsi parfaitement représentative des conditions thermiques au cœur des pièces à tester.A part identical to those to be tested is modified and dedicated to the tests. The modification consists in making the housing 8 receiving the temperature sensor and in fixing the temperature sensor 5. The location of the housing 8 corresponds to the most massive area, where the thermal diffusion will be the slowest. The reference temperature measurement is thus perfectly representative of the thermal conditions at the heart of the parts to be tested.
En raison de son implantation au cœur de la matière de l'échantillon de référence, la mesure de température réalisée par le capteur de température 5 est représentative de l'état thermique des pièces de test. Cette grandeur physique peut donc être utilisée pour piloter l'instant des déclenchements des chocs thermiques.Because of its location at the heart of the material of the reference sample, the temperature measurement carried out by the temperature sensor 5 is representative of the thermal state of the test pieces. This physical quantity can therefore be used to control the instant of the triggering of thermal shocks.
La figure 5 illustre l'application du procédé selon l'invention au cas illustré par la figure 3.FIG. 5 illustrates the application of the method according to the invention to the case illustrated by FIG. 3.
La courbe 70 schématise l'évolution en fonction du temps de la température de consigne du compartiment dans lequel est placé l'ensemble des pièces à tester 4 et la courbe 71 schématise l'évolution en fonction du temps de la température de référence TR, mesurée au cœur d'une des pièces à tester.Curve 70 shows the evolution as a function of time of the set temperature of the compartment in which all the parts to be tested 4 are placed and curve 71 shows the evolution as a function of time of the reference temperature TR, measured at the heart of one of the parts to be tested.
A l'instant tn les pièces de tests passent du compartiment 1 au compartiment 2. La température mesurée au cœur de l'échantillon de référence commence à augmenter. A l'instant t2, l'écart entre la température mesurée et la température de consigne T2 devient inférieur au seuil el. A l'instant t3, l'écart entre la température mesurée et la température de consigne est inférieur au seuil el depuis une durée supérieure à la durée Dl. Les conditions pour déclencher le choc thermique sont donc remplies. Le passage du compartiment 2 vers le compartiment 1 est donc réalisé et le processus se poursuit. La gestion du passage du premier compartiment au deuxième est similaire, les seuils e2 et D2 jouant le même rôle que les seuils el et Dl.At the instant t n the test pieces pass from compartment 1 to compartment 2. The temperature measured at the heart of the reference sample begins to increase. At time t 2 , the difference between the measured temperature and the set temperature T2 becomes less than the threshold el. At time t 3 , the difference between the measured temperature and the set temperature is less than the threshold el for a duration greater than the duration Dl. The conditions for triggering the thermal shock are therefore fulfilled. The passage from compartment 2 to compartment 1 is therefore carried out and the process continues. The management of the passage from the first compartment to the second is similar, the thresholds e2 and D2 playing the same role as the thresholds el and Dl.
Par rapport au cas de la figure 3, la durée de stabilisation est ainsi limitée au juste nécessaire. La durée d'un cycle est diminuée, et le temps nécessaire à accomplir l'ensemble de la séquence de tests est raccourci.Compared to the case of FIG. 3, the stabilization time is thus limited to the necessary amount. The duration of a cycle is reduced, and the time required to complete the entire test sequence is shortened.
Le seuil el d'écart de température prédéfini est compris entre -5° et +5°.The predefined temperature difference threshold el is between -5 ° and + 5 °.
La première durée de maintien prédéfinie Dl est comprise entre 15 minutes et 30 minutes.The first predefined hold time Dl is between 15 minutes and 30 minutes.
La deuxième durée de maintien prédéfinie D2 est comprise entre 15 minutes et 30 minutes.The second predefined hold time D2 is between 15 minutes and 30 minutes.
Ces durées de maintien permettent d'obtenir des conditions proches de l'équilibre thermique et ainsi d'assurer des essais répétables. Les durées de maintien Dl et D2 peuvent être différentes.These holding times make it possible to obtain conditions close to thermal equilibrium and thus to ensure repeatable tests. The holding times Dl and D2 can be different.
La figure 6 illustre l'application du procédé selon l'invention au cas de la figure 4. La courbe 80 schématise l'évolution en fonction du temps de la température de consigne du compartiment dans lequel est placé l'ensemble des pièces à tester 4 et la courbe 81 schématise l'évolution en fonction du temps de la température de référence TR, mesurée au cœur d'une des pièces à tester.FIG. 6 illustrates the application of the method according to the invention in the case of FIG. 4. The curve 80 shows diagrammatically the evolution as a function of time of the set temperature of the compartment in which all the parts to be tested are placed 4 and the curve 81 diagrams the evolution as a function of time of the reference temperature TR, measured at the heart of one of the parts to be tested.
A l'instant t'n les pièces de tests passent du compartiment 1 au compartiment 2. La température mesurée au cœur de l'échantillon de référence commence à augmenter. A l'instant t'2, l'écart entre la température mesurée et la température de consigne T2 devient inférieur au seuil el. A l'instant t'3, l'écart entre la température mesurée et la température de consigne est inférieur au seuil el depuis une durée supérieure à la durée Dl. Les conditions pour déclencher le choc thermique sont donc remplies. Le passage du compartiment 2 vers le compartiment 1 est donc réalisé et le processus se poursuit.At the instant t ' n the test pieces pass from compartment 1 to compartment 2. The temperature measured at the heart of the reference sample begins to increase. At time t ' 2 , the difference between the measured temperature and the set temperature T2 becomes less than the threshold el. At time t ' 3 , the difference between the measured temperature and the set temperature is less than the threshold el for a duration greater than the duration Dl. The conditions for triggering the thermal shock are therefore fulfilled. The passage from compartment 2 to compartment 1 is therefore carried out and the process continues.
Par rapport au cas de la figure 4, la durée de maintien a été allongée. L'équilibre thermique est maintenant atteint. Les essais sont représentatifs et les résultats ne risquent plus d'être biaisés.Compared to the case of FIG. 4, the holding time has been extended. The thermal equilibrium is now reached. The trials are representative and the results no longer risk being biased.
Lorsqu'on est amené, par exemple pour des raisons de disponibilité de l'enceinte climatique 10, à mélanger des familles de pièces à tester avec une inertie thermique très différente, une possibilité est d'utiliser l'échantillon de référence de la famille possédant l'inertie thermique la plus élevée.When it is necessary, for example for reasons of availability of the climatic chamber 10, to mix families of parts to be tested with a very different thermal inertia, one possibility is to use the reference sample of the family having the highest thermal inertia.
Ainsi, lorsque l'équilibre thermique est atteint pour la famille de pièces possédant l'évolution de température la plus lente, il est également atteint pour la famille de pièces possédant l'évolution la plus rapide.Thus, when the thermal equilibrium is reached for the family of parts having the slowest temperature change, it is also reached for the family of parts having the fastest change.
Une autre possibilité, qui peut être employée par exemple s'il est difficile de prédire quelle famille de pièce possède l'inertie thermique la plus élevée, est de combiner les mesures de températures de plusieurs échantillons de référence.Another possibility, which can be used for example if it is difficult to predict which family of part has the highest thermal inertia, is to combine the temperature measurements of several reference samples.
Dans ce cas, le procédé comporte les étapes suivantes :In this case, the method includes the following steps:
- Mesurer une deuxième température de référence TR2, la deuxième température de référence TR étant mesurée à l'intérieur d'un deuxième échantillon de référence 7' disposé parmi l'ensemble des pièces à tester 4,- Measure a second reference temperature TR2, the second reference temperature TR being measured inside a second reference sample 7 'arranged among all of the parts to be tested 4,
- Déterminer la durée D depuis laquelle l'écart entre chacune des températures de référence mesurées TR,TR2 et la première température de consigne Tl est inférieur au seuil prédéfini el,e2,- Determine the duration D from which the difference between each of the measured reference temperatures TR, TR2 and the first setpoint temperature Tl is less than the predefined threshold el, e2,
- Si la durée D déterminée est supérieure à une durée prédéfinie Dl, réaliser un choc thermique sur l'ensemble des pièces à tester 4 (étape 53).- If the duration D determined is greater than a predefined duration Dl, carry out a thermal shock on all of the parts to be tested 4 (step 53).
La condition de stabilité de la mesure de température doit être réalisée pour chacun des échantillons de référence pour que le choc thermique soit déclenché.The temperature measurement stability condition must be fulfilled for each of the reference samples for the thermal shock to be triggered.
Au besoin, on peut utiliser un nombre d'échantillons de référence supérieur à deux. Le choc thermique est alors déclenché lorsque la condition de convergence vers la température de consigne est réalisée pour chacune des températures de référence mesurées.If necessary, a number of reference samples greater than two can be used. The thermal shock is then triggered when the condition of convergence towards the set temperature is fulfilled for each of the reference temperatures measured.
Selon des modes de réalisation non représentés, le procédé de réalisation de chocs thermiques peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou combinées entre elles :According to embodiments not shown, the method for producing thermal shocks can also include one or more of the characteristics below, considered individually or combined with one another:
L'échantillon de référence 7 est en aluminium.The reference sample 7 is made of aluminum.
L'échantillon de référence 7 est en cuivre.Reference sample 7 is made of copper.
L'échantillon de référence 7 est obtenu par moulage.The reference sample 7 is obtained by molding.
Le logement 8 est une cavité débouchante obturée par un bouchon rapporté.The housing 8 is a through cavity closed by an attached plug.
Le capteur de température 5 est collé dans le logement 8 de l'échantillon de référence 7. Le collage du capteur de température permet une meilleure diffusion thermique vers le capteur, puisque il est possible d'éliminer toute couche d'air isolante entre le logement et le capteur.The temperature sensor 5 is bonded to the housing 8 of the reference sample 7. The bonding of the temperature sensor allows better thermal diffusion to the sensor, since it is possible to eliminate any layer of insulating air between the housing and the sensor.
Le capteur de température 5 comprend une résistance variable avec la température. Par exemple, le capteur de température 5 comporte un élément résistif en platine.The temperature sensor 5 includes a variable resistor with the temperature. For example, the temperature sensor 5 includes a resistive element made of platinum.
Le capteur de température 5 délivre un signal de type numérique.The temperature sensor 5 delivers a digital type signal.
Le capteur de température 5 délivre une information sans contact filaire. Les mouvements d'un compartiment à l'autre du capteur ne génèrent ainsi pas de tension sur le capteur puisqu'il n'est relié à rien. Les risques de défaillance du capteur en cours d'essai sont donc diminués.The temperature sensor 5 delivers information without wired contact. The movements from one compartment to the other of the sensor thus do not generate tension on the sensor since it is not connected to anything. The risks of sensor failure during the test are therefore reduced.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés, qui 5 n'ont été donnés qu'à titre d'exemples.Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and illustrated, which have been given only by way of examples.
Claims (10)
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| FR1660280A FR3057956A1 (en) | 2016-10-24 | 2016-10-24 | METHOD FOR PERFORMING A THERMAL SHOCK TEST |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| US20060120431A1 (en) * | 2003-01-23 | 2006-06-08 | Daniel Monceau | Device and method for thermogravimetrically testing the behavior of a solid material |
-
2016
- 2016-10-24 FR FR1660280A patent/FR3057956A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060120431A1 (en) * | 2003-01-23 | 2006-06-08 | Daniel Monceau | Device and method for thermogravimetrically testing the behavior of a solid material |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| "Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 11: Rapid change of temperature - Two-fluid-bath method", IEC 60749-11:2002, IEC, 3, RUE DE VAREMBÉ, PO BOX 131, CH-1211 GENEVA 20, SWITZERLAND, 12 January 2002 (2002-01-12), pages 1 - 13, XP082002929 * |
| "Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 25: Temperature cycling", IEC 60749-25:2003, IEC, 3, RUE DE VAREMBÉ, PO BOX 131, CH-1211 GENEVA 20, SWITZERLAND, 11 January 2003 (2003-01-11), pages 1 - 25, XP082007280 * |
| ANONYMOUS: "Thermal Shock Chamber", 30 September 2016 (2016-09-30), pages 1 - 16, XP055378537, Retrieved from the Internet <URL:http://www.espec.co.jp/english/inquiry/catalog/tsdtse.pdf> [retrieved on 20170602] * |
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