FR3074578A1 - Capteur hautes temperatures comprenant un thermocouple avec plusieurs jonctions chaudes - Google Patents

Capteur hautes temperatures comprenant un thermocouple avec plusieurs jonctions chaudes Download PDF

Info

Publication number
FR3074578A1
FR3074578A1 FR1761709A FR1761709A FR3074578A1 FR 3074578 A1 FR3074578 A1 FR 3074578A1 FR 1761709 A FR1761709 A FR 1761709A FR 1761709 A FR1761709 A FR 1761709A FR 3074578 A1 FR3074578 A1 FR 3074578A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
temperature
thermocouple
metal wire
temperature sensor
wires
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1761709A
Other languages
English (en)
Inventor
Cedric Wendling
Gabriel Kopp
Nicolas Gelez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SC2N SAS
Original Assignee
SC2N SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SC2N SAS filed Critical SC2N SAS
Priority to FR1761709A priority Critical patent/FR3074578A1/fr
Publication of FR3074578A1 publication Critical patent/FR3074578A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • G01K13/024—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow of moving gases
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G01K7/021—Particular circuit arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G01K7/023—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples provided with specially adapted connectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2205/00—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle
    • G01K2205/04—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle for measuring exhaust gas temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

La présente invention a pour objet un capteur de température (1) pour véhicule automobile comprenant : - un thermocouple (2a) comportant deux premiers fils métalliques (3a, 3b) de nature différente soudés entre eux à une première extrémité (4a) formant une première soudure chaude (7a) pour mesurer une température T1 dans le véhicule, les deux premiers fils métalliques (3a, 3b) comportant chacun une deuxième extrémité (5a, 5b) reliée électriquement à un voltmètre mesurant la tension entre les deux deuxièmes extrémités (5a, 5b) pour déterminer la température T1, - un câble isolant (6) entourant les deux fils métalliques (3a, 3b), et - une enveloppe de protection (17) dans laquelle est logée la première soudure chaude (7a). Selon l'invention, le capteur de température (1) comprend au moins un troisième fil métallique (3c) soudé à l'un des deux premiers fils métalliques (3a, 3b) du thermocouple (2a) formant un thermocouple secondaire (2b) comprenant une deuxième soudure chaude (7b) pour mesurer une température T1' dans le véhicule. Le troisième fil métallique (3c) comporte une deuxième extrémité (5c) reliée électriquement au voltmètre mesurant la tension entre la deuxième extrémité (5c) du troisième fil métallique (3c) et la deuxième extrémité (5a, 5b) de l'un des deux premiers fils métalliques (3a, 3b) pour déterminer la température T1'.

Description

Capteur hautes températures comprenant un thermocouple avec plusieurs jonctions chaudes
La présente invention concerne un capteur de température, notamment pour mesurer des températures élevées, par exemple supérieures à 900°C, voire à 1000°C.
L'invention s'applique en particulier aux capteurs de température adaptés pour mesurer la température des gaz de véhicules automobiles tels que les gaz d’échappement, par exemple. De tels capteurs de températures sont notamment utilisés dans des systèmes de recirculation des gaz d’échappement EGR (« Exhaust Gas Recirculation ») ou dans des systèmes de piles à combustible.
Ces capteurs comprennent un thermocouple fournissant une précision de mesure relativement élevée. C’est pourquoi ils sont utilisés dans ce domaine ayant des exigences élevées en termes de contrôle d’émissions de polluants.
Le principe de mesure des thermocouples est basé sur l’effet Seebeck qui se traduit par une différence de potentiel entre deux fils de métaux différents lorsqu’ils sont soumis à une différence de température.
Les deux fils de métaux sont soudés entre eux à une première extrémité formant une soudure chaude (ou point chaud) destinée à mesurer une température T1 du milieu à mesurer, comme par exemple la température des gaz d’échappement d’un système d’échappement.
Les deux fils métalliques du thermocouple comportent également chacun une deuxième extrémité reliée chacune à un voltmètre par une soudure communément appelée soudure froide (ou point froid) qui est à une température de référence T2.
Le signal de tension mesuré par le voltmètre aux deuxièmes extrémités des fils métalliques est transmis vers l'extérieur à un circuit électrique / électronique d'exploitation d'un signal de mesure via des fils électriques.
La variation de tension entre les deux fils métalliques du thermocouple est fonction de la variation de température entre la soudure chaude qui est à la température T1 et les deuxièmes extrémités des fils métalliques qui sont à une température de référence T2.
En connaissant la température de référence T2 du point froid et la tension entre les deuxièmes extrémités des fils métalliques, il est possible de déduire la température T1 du point chaud.
La première extrémité ou soudure chaude des deux fils métalliques du thermocouple est logée dans une extrémité fermée d’une enveloppe de protection.
Les deux fils métalliques sont entourés par une gaine isolante de façon à former un câble à isolant minéral (MIC) connecté à un boîtier électronique pour fournir une information électrique représentative de la température mesurée.
L’enveloppe de protection est sertie et soudée sur la gaine isolante pour isoler l'intérieur du capteur de l'environnement extérieur.
La gaine isolante comprend un cœur minéral entouré par une enveloppe métallique.
La partie avant du thermocouple doit être la plus petite possible pour pouvoir être la plus performante (temps de réponse notamment).
Cependant, cette partie avant du thermocouple est confrontée aux contraintes les plus importantes (thermique, vibratoire, chimique, ...).
La casse du thermocouple (rupture de l'un des fils métalliques ou monobrins) apparaît souvent dans cette région.
Lorsque, au moins l'un des fils métalliques est sectionné, le thermocouple ne fonctionne plus.
L'invention a donc pour objectif de pallier à ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un capteur de température plus fiable et résistant car fonctionnant toujours même en cas d’endommagement de la partie avant du thermocouple.
L’invention concerne un capteur de température pour véhicule automobile comprenant :
- un thermocouple comportant deux premiers fils métalliques de nature différente soudés entre eux à une première extrémité formant une première soudure chaude pour mesurer une température T1 dans le véhicule, les deux premiers fils métalliques comportant chacun une deuxième extrémité reliée électriquement à un voltmètre mesurant la tension entre les deux deuxièmes extrémités pour déterminer la température T1,
- un câble isolant entourant les deux fils métalliques, et
- une enveloppe de protection dans laquelle est logée la première soudure chaude.
Selon l’invention, le capteur de température comprend au moins un troisième fil métallique soudé à l’un des deux premiers fils métalliques du thermocouple formant un thermocouple secondaire comprenant une deuxième soudure chaude pour mesurer une température T1 ’ dans le véhicule.
Le troisième fil métallique comporte une deuxième extrémité reliée électriquement au voltmètre mesurant la tension entre la deuxième extrémité du troisième fil métallique et la deuxième extrémité de l’un des deux premiers fils métalliques pour déterminer la température T1 ’.
Le troisième fil métallique est entouré par le câble isolant.
De préférence, le câble isolant comprend une première partie de câble isolant entourant une première portion des deux premiers fils métalliques et une deuxième partie de câble isolant entourant une deuxième portion des deux premiers fils métalliques et le troisième fil métallique.
Avantageusement, la première partie de câble isolant et la deuxième partie de câble isolant sont séparées par une cavité dans laquelle est logée la deuxième soudure chaude.
Selon un mode de réalisation possible, la première partie de câble isolant et la deuxième partie de câble isolant sont raccordées par un élément tubulaire.
La première partie de câble isolant et la deuxième partie de câble isolant comprennent chacune un cœur entouré par une couche externe.
De préférence, l’élément tubulaire est soudé aux couches externes respectives de la première partie de câble isolant et de la deuxième partie de câble isolant de façon étanche.
De manière préférée, les deuxièmes extrémités des fils métalliques sont chacune reliées à un fil électrique par l’intermédiaire d’un premier connecteur électrique. Les fils électriques sont reliés à un même deuxième connecteur électrique.
De préférence, les deux premiers fils métalliques comprennent un premier fil métallique et un deuxième fil métallique, le premier fil métallique et le troisième fil métallique étant formés du même métal qui est différent de celui du deuxième fil métallique.
Selon un mode de réalisation possible, le capteur de température comprend un troisième fil métallique et un quatrième fil métallique soudés tous les deux au deuxième fil métallique du thermocouple formant deux thermocouples secondaires dont un premier thermocouple secondaire comprenant une deuxième soudure chaude pour mesurer une température TT dans le véhicule et un deuxième thermocouple secondaire comprenant une troisième soudure chaude pour mesurer une température T1 ” dans le véhicule.
Selon un autre mode de réalisation possible, le capteur de température comprend un troisième fil métallique soudé au premier fil métallique du thermocouple formant un premier thermocouple secondaire comprenant une deuxième soudure chaude pour mesurer une température TT dans le véhicule et un quatrième fil métallique soudé au deuxième fil métallique du thermocouple formant un deuxième thermocouple secondaire comprenant une troisième soudure chaude pour mesurer une température T1 ” dans le véhicule.
L’invention fournit ainsi un capteur de température destiné à mesurer des températures supérieures à 900°C dans un système de gaz d’échappement, par exemple, plus fiable et plus résistant car fonctionnant toujours même en cas d’endommagement de la partie avant du thermocouple.
La ou les soudures (ou jonctions) chaudes qui sont ajoutées dans le câble isolant minéral sont distantes de la partie avant du thermocouple et donc de la première soudure chaude afin d’être éloignées des contraintes importantes (thermique, vibratoire, chimique, ...).
Si l’un des fils métalliques du thermocouple est sectionné à l’avant du capteur de température, entraînant le disfonctionnement de la première soudure chaude, une deuxième soudure chaude (ou thermocouple secondaire) prend le relais pour mesurer une température TT proche de la température T1 initialement mesurée par la première soudure chaude.
Cette deuxième soudure chaude étant éloignée de la zone de contraintes importantes, le risque de détérioration de l’un des fils métalliques des thermocouples secondaires est réduit.
Le capteur de température est toujours apte à fournir une information de température dans le moteur du véhicule, même si la température est moins précise (mode dégradé).
Les caractéristiques ci-dessus pourront être utilisées seules ou en combinaison, en apportant un avantage particulier.
Cette solution permet également de réaliser plusieurs mesures de température le long du câble isolant minéral, ce qui est utile pour les piles à combustible.
Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d’un capteur de température comprenant un thermocouple selon l’art antérieur;
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d’un capteur de température comprenant deux soudures chaudes selon un premier mode de réalisation de l’invention;
- la figure 3 est un schéma électrique simplifié de ce capteur de température;
- la figure 4 est un schéma électrique simplifié montrant ce capteur de température lorsque la première soudure chaude est défectueuse;
- la figure 5 est schéma électrique simplifié d’un capteur de température selon un deuxième mode de réalisation;
- la figure 6 est schéma électrique simplifié d’un capteur de température selon un troisième mode de réalisation;
- la figure 7 est une vue en perspective d’une gaine isolante multibrins;
- la figure 8 est une vue en perspective d’un deuxième connecteur électrique.
La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d’un capteur de température 1 pour véhicule automobile selon l’art antérieur.
Le capteur de température 1 comprend une sonde de température formée par un thermocouple 2 comportant un élément sensible à la température formé par une première soudure chaude 7a.
Le thermocouple 2 comporte deux premiers fils métalliques 3a, 3b de nature différente soudés entre eux à une première extrémité 4a formant la première soudure chaude 7a pour mesurer une température T1 dans le milieu à mesurer gaz d’échappement d’un véhicule par exemple.
Les deux premiers fils métalliques 3a, 3b comportent chacun une deuxième extrémité 5a, 5b reliée électriquement à un voltmètre mesurant la tension V entre les deux deuxièmes extrémités 5a, 5b.
Les deux premiers fils métalliques 3a, 3b sont constitués de deux métaux différents, comme par exemple un couple de métaux Nisil/Nicrosil. Le thermocouple est de type J, K, T, R, S, N, par exemple.
En connaissant la température de référence T2 à un point froid distant du point chaud, et la tension V aux deuxièmes extrémités 5a, 5b des deux premiers fils métalliques 3a, 3b du thermocouple, on en déduit la température T1 de la soudure chaude (ou point chaud) qui correspond à la température du milieu à mesurer dans le moteur du véhicule.
Le capteur de température 1 comprend une enveloppe de protection 17 (ou capuchon) dans laquelle est logée la première soudure chaude 7a.
L’enveloppe de protection 17 présente une forme générale tronconique se prolongeant longitudinalement.
L’enveloppe de protection 17 est réalisée en un matériau métallique résistant à des températures élevées, tel qu'un alliage de chrome, de nickel et de fer du type Inconel® (marque déposée) ou encore en acier réfractaire.
Comme illustré sur la figure 1, l’enveloppe de protection 17 comporte une extrémité fermée 18 ayant un diamètre plus petit que le reste de l’enveloppe de protection 17. La première soudure chaude 7a est disposée dans cette extrémité fermée 18.
Le capteur de température 1 comprend une gaine isolante 6 entourant les deux premiers fils métalliques 3a, 3b du thermocouple 2.
L’enveloppe de protection 17 est fixée à une extrémité avant 19 de la gaine isolante 6, par sertissage par exemple.
Les deux premiers fils métalliques 3a, 3b sont entourés et maintenus dans la gaine isolante 6 qui présente deux canaux de passage associés chacun à l’un des deux premiers fils métalliques 3a, 3b de sorte que les deux premiers fils métalliques 3a, 3b soient isolés entre eux et maintenus par la gaine isolante 6.
La gaine isolante 6 est par exemple de forme générale allongée selon une direction longitudinale correspond à la direction longitudinale des deux premiers fils métalliques 3a, 3b. Cette gaine isolante 6 peut présenter une forme générale cylindrique.
À titre d'exemple, la gaine isolante 6 présente un cœur 20 en matière céramique électriquement isolant et résistante à la chaleur, qui est entouré par une couche externe 21 en acier réfractaire. La couche externe 21 peut être en acier inoxydable, par exemple. Le cœur 20 de la gaine isolante 6 peut être en magnésie ou alumine, par exemple.
Le capteur de température 1 comprend un tube de renfort 22 entourant la gaine isolante 6. Le tube de renfort 22 entoure la gaine isolante 6 partiellement, c’est-à-dire qu’elle ne l’entoure pas sur toute sa longueur.
Le capteur de température 1 comprend un joint élastomère haute température 23 assurant une isolation entre le tube de renfort 22 et la gaine isolante 6.
Le capteur de température 1 comprend un moyen de fixation 24 destiné à être fixé sur une paroi du moteur du véhicule (non présentée). Cette paroi délimite un milieu dont on cherche à connaître la température. La paroi peut être une paroi d’un conduit d’un système d’échappement des gaz de combustion, à titre d’exemple.
Le moyen de fixation 24 est fixé au tube de renfort 22.
Le moyen de fixation 24 entoure une portion du tube de renfort 22. Lorsque le capteur de température 1 est fixé sur la paroi du véhicule, l’extrémité avant 19 de la gaine isolante 6 se situe dans l’environnement du moteur pour lequel on cherche à obtenir la température T1, cet environnement étant en contact avec des gaz d’échappement chaud, par exemple.
Le moyen de fixation 24 forme une étanchéité entre l’environnement du moteur et l’extérieur.
Le moyen de fixation 24 comporte une vis 25 destinée à être vissée dans un orifice fileté prévu dans la paroi du véhicule.
Les deuxièmes extrémités 5a, 5b des fils métalliques 3a, 3b sont chacune reliées à un fil électrique 14 distinct par l’intermédiaire d’un premier connecteur électrique 15.
Les fils électriques 14 sont reliés à un deuxième connecteur électrique 16.
Le deuxième connecteur électrique 16 est destiné à recevoir un connecteur d’un véhicule qui est relié à un dispositif électronique de contrôle (non représenté).
Selon l’invention, le capteur de température 1 comprend en plus au moins un troisième fil métallique 3c soudé à l’un des deux premiers fils métalliques 3a, 3b formant un thermocouple secondaire 2b comprenant une deuxième soudure chaude 7b pour mesurer une température T1 ’ dans le véhicule, comme représenté sur la figure 2.
Le troisième fil métallique 3c et le fil métallique 3a, 3b choisi parmi l’un des deux premiers fils métalliques 3a, 3b sont de nature différente, c’est-à-dire constitués d’un métal différent.
La première soudure chaude 7a et la deuxième soudure chaude 7b forment deux éléments sensibles à la température distincts.
La deuxième soudure chaude 7b est distante de la première soudure chaude 7a. La deuxième soudure chaude 7b est de préférence distante de l’enveloppe de protection 17.
La deuxième soudure chaude 7b est avantageusement positionnée entre l’enveloppe de protection 17 et le moyen de fixation 24 permettant de mesurer une température T1’ dans le milieu à mesurer qui est proche de la température T1 mesurée par la première soudure chaude 7a, tout en étant éloignée de la zone de contraintes physiques et chimiques élevées.
Le troisième fil métallique 3c comporte une deuxième extrémité 5c reliée électriquement au voltmètre mesurant la tension entre la deuxième extrémité 5c du troisième fil métallique 3c et la deuxième extrémité 5a, 5b de l’un des deux premiers fils métalliques 3a, 3b, comme représenté sur la figure 3.
Le troisième fil métallique 3c est également entouré par le câble isolant 6.
Le câble isolant 6 comprend une première partie de câble isolant 8 entourant une première portion 10 des deux premiers fils métalliques 3a, 3b et une deuxième partie de câble isolant 9 entourant une deuxième portion 11 des deux premiers fils métalliques 3a, 3b et le troisième fil métallique 3c.
La première partie de câble isolant 8 et la deuxième partie de câble isolant 9 peuvent être de même nature, c’est-à-dire comprenant le même type de cœur 20 et de couche externe 21, ou être de différentes natures.
La première partie de câble isolant 8 et la deuxième partie de câble isolant 9 sont séparées par une cavité 12 dans laquelle est logée la deuxième soudure chaude 7b.
La première partie de câble isolant 8 et la deuxième partie de câble isolant 9 sont raccordées ensemble par un élément tubulaire 13. Il peut être réalisé en un matériau métallique résistant à des températures élevées, tel qu'un alliage de chrome, de nickel et de fer du type Inconel® (marque déposée) ou encore en acier réfractaire.
L’élément tubulaire 13 forme une étanchéité entre la première partie de câble isolant 8 et la deuxième partie de câble isolant 9 tout en maintenant l’ensemble rigide.
L’élément tubulaire 13 est de préférence soudé aux couches externes 21 respectives de la première partie de câble isolant 8 et de la deuxième partie de câble isolant 9.
La figure 3 est un schéma électrique simplifié de ce capteur de température 1 montrant les deux premiers fils métalliques 3a, 3b dont un premier fil métallique 3a et un deuxième fil métallique 3b reliés ensemble pour former la première soudure chaude 7a mesurant une température T1 dans le véhicule.
Le voltmètre mesure un signal de tension Vi->3 entre la deuxième extrémité 5a du premier fil métallique 3a et la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b qui est lié à la différence entre la température T1 et la température T2, T2 étant la température froide de référence.
Le voltmètre mesure également un deuxième signal de tension V2->3 entre la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b et la deuxième extrémité 5c du troisième fil métallique 3c qui est lié à la différence entre la température T1 ’ et la température T2.
Le premier fil métallique 3a et le troisième fil métallique 3c sont formés du même métal qui est différent de celui du deuxième fil métallique 3b.
En variante, les trois fils métalliques 3a, 3b, 3c peuvent être de nature différente.
Le capteur de température 1 comprend ainsi deux thermocouples 2a, 2b dont le thermocouple 2a (thermocouple primaire) formé par les deux premiers fils métalliques 3a, 3b et un thermocouple secondaire 2b formé par le deuxième fil métallique 3b et le troisième fil métallique 3c.
La figure 4 illustre un exemple dans lequel le thermocouple 2a dit primaire est défaillant suite à une rupture soit du premier fil métallique 3a entre la première soudure chaude 7a et la deuxième extrémité 5a du premier fil métallique 3a (zones de ruptures A) ou soit entre la première soudure chaude 7a et la deuxième soudure chaude 7b (zones de ruptures B).
Ces zones de ruptures A et B potentielles sont illustrées par des pointillés.
Grâce à l’invention, le thermocouple secondaire 2b prend le relais.
Le voltmètre mesure le deuxième signal de tension V2->3 entre la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b et la deuxième extrémité 5c du troisième fil métallique 3c correspondant à la différence entre la température T1’ et la température T2.
Les fils métalliques non utilisés lors de la mesure sont de préférence raccordés à la masse pour la compatibilité électromagnétique.
De manière générale, le capteur de température 1 peut comprendre n fils métalliques supplémentaires 3c, 3d soudés à l’un des deux premiers fils métalliques 3a, 3b du thermocouple 2a pour former n soudures chaudes 7b, 7c additionnelles et donc n thermocouples secondaires 2b, 2c pour mesurer une température dans le véhicule, n étant supérieur ou égale à 2.
Les n fils métalliques supplémentaires 3c, 3d comportent chacun une deuxième extrémité 5c, 5d reliée électriquement au voltmètre mesurant la tension entre cette deuxième extrémité 5c, 5d et la deuxième extrémité 5a, 5b de l’un des deux premiers fils métalliques 3a, 3b.
Selon un mode de réalisation, les n fils métalliques supplémentaires 3c, 3d sont entourés par le même câble isolant 6.
En variante, les n fils métalliques supplémentaires 3c, 3d sont entourés par plusieurs câbles isolants 6 tels que décrits précédemment.
La figure 5 illustre un autre mode de réalisation dans lequel le capteur de température 1 comprend un troisième fil métallique 3c et un quatrième fil métallique 3d soudés tous les deux au deuxième fil métallique 3b du thermocouple 2a formant deux thermocouples secondaires 2b, 2c dont un premier thermocouple secondaire 2b comprenant une deuxième soudure chaude 7b pour mesurer une température T1 ’ dans le véhicule et un deuxième thermocouple secondaire 2c comprenant une troisième soudure chaude 7c pour mesurer une température T1” dans le véhicule.
Le voltmètre mesure le premier signal de tension V1->4 entre la deuxième extrémité 5a du premier fil métallique 3a et la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b correspondant à la différence entre la température T1 et la température T2.
Le troisième fil métallique 3c comporte une deuxième extrémité 5c reliée électriquement au voltmètre mesurant la tension entre la deuxième extrémité 5c du troisième fil métallique 3c et la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b du thermocouple 2a.
Le voltmètre mesure ainsi le deuxième signal de tension V2->4 entre la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b et la deuxième extrémité 5c du troisième fil métallique 3c correspondant à la différence entre la température T1 ’ et la température T2.
Le quatrième fil métallique 3d comporte une deuxième extrémité 5d reliée électriquement au voltmètre mesurant la tension entre la deuxième extrémité 5d du quatrième fil métallique 3d et la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b du thermocouple 2a.
Le voltmètre mesure ainsi le troisième signal de tension V3->4 entre la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b et la deuxième extrémité 5d du quatrième fil métallique 3d correspondant à la différence entre la température T1” et la température T2.
Dans cet exemple, le premier fil métallique 3a, le troisième fil métallique 3c et le quatrième fil métallique 3d sont de même nature (même métal). Ils sont par contre de nature différente par rapport au deuxième fil métallique 3b.
La figure 6 illustre un autre mode de réalisation dans lequel le capteur de température 1 comprend un troisième fil métallique 3c soudé au premier fil métallique 3a du thermocouple 2a formant un premier thermocouple secondaire 2b comprenant une deuxième soudure chaude 7b pour mesurer une température TT dans le véhicule.
Le capteur de température 1 comprend également un quatrième fil métallique 3d soudé au deuxième fil métallique 3b du thermocouple 2a formant un deuxième thermocouple secondaire 2c comprenant une troisième soudure chaude 7c pour mesurer une température T1 ” dans le véhicule.
Le voltmètre mesure un premier signal de tension V1->4 entre la deuxième extrémité 5a du premier fil métallique 3a et la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b correspondant à la différence entre la température T1 et la température T2.
Le troisième fil métallique 3c comporte une deuxième extrémité 5c reliée électriquement au voltmètre.
Le voltmètre mesure un deuxième signal de tension V1->2 entre la deuxième extrémité 5a du premier fil métallique 3a et la deuxième extrémité 5c du troisième fil métallique 3c correspondant à la différence entre la température TT et la température T2.
Le quatrième fil métallique 3d comporte une deuxième extrémité 5d reliée électriquement au voltmètre.
Le voltmètre mesure un troisième signal de tension V3->4 entre la deuxième extrémité 5b du deuxième fil métallique 3b et la deuxième extrémité 5d du quatrième fil métallique 3d correspondant à la différence entre la température T1” et la température T2.
Dans cet exemple, le premier fil métallique 3a et le troisième fil métallique 3c sont de nature différente. De même, le quatrième fil métallique 3d et le deuxième fil métallique 3b sont de nature différente.
Dans les exemples des figures 5 et 6, le premier fil métallique 3a, le deuxième fil métallique 3b, le troisième fil métallique 3c et le quatrième fil métallique 3d sont entourés par le même câble isolant 6, comme représenté sur la figure 7.
Le câble isolant 6 comprend une première partie de câble isolant entourant une première portion des deux premiers fils métalliques 3a, 3b, une deuxième partie de câble isolant entourant une deuxième portion des deux premiers fils métalliques 3a, 3b et une portion du troisième fil métallique 3c et une troisième partie de câble isolant entourant une troisième portion des deux premiers fils métalliques 3a, 3b, une deuxième portion du troisième fil métallique 3c et le quatrième fil métallique 3d.
La première partie de câble isolant étant séparée de la deuxième partie de câble isolant par une première cavité et reliées entre elles par un premier élément tubulaire (non représenté).
La deuxième partie de câble isolant étant séparée de la troisième partie de câble isolant par une deuxième cavité et reliées entre elles par un deuxième élément tubulaire (non représenté).
Les quatre fils métalliques 3a, 3b, 3c, 3d sont reliés à des fils électriques 14 distincts par l’intermédiaire d’un premier connecteur électrique 15.
Les fils électriques 14 sont reliés à un deuxième connecteur électrique 16 tel que représenté sur la figure 8.
Le deuxième connecteur électrique 16 est destiné à recevoir un connecteur d’un véhicule par l’intermédiaire d’un moyen de connexion 27 qui est relié à un dispositif électronique de contrôle (non représenté).
Le deuxième connecteur électrique 16 comprend un composant électronique 26.
Le composant électronique 26 est relié au moyen de connexion 27 par des liaisons électriques 28.
Le voltmètre est intégré dans le composant électronique 26.
Dans cet exemple de la figure 8, le deuxième connecteur électrique 16 comprend huit fils électriques 14 reliés à huit fils métalliques de sept thermocouples dont un primaire et six secondaires.
Selon une variante (non représentée), le capteur de température 1 comprend un élément sensible à la température unique destiné à mesurer une température froide T2 commune à toutes les sondes de température.
Une seule température froide T2 est ainsi mesurée pour les trois sondes de température 2a, 2b, 2c, dans l’exemple des figures 5 et 6, simplifiant le capteur de température et réduisant les coûts.
De préférence, l’élément sensible à la température destiné à mesurer une température froide T2 est intégré dans le composant électronique 26.
Le composant électronique 26 permet aussi de traiter les n signaux de température générés par les n sondes de température simultanément, pour obtenir un gradient de température le long du câble isolant 6.
Il est ainsi possible d’obtenir simultanément une température T1 mesurée dans la partie la plus chaude de l’environnement moteur, une deuxième température T1 ’ un peu plus éloignée de la partie la plus chaude de l’environnement moteur et une troisième température T1” encore plus éloignée.
Ceci peut être utile pour les piles à combustible.
Le composant électronique 26 peut également réaliser des fonctions de filtrage, contrôle, transmission de données, entre autre.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Capteur de température (1 ) pour véhicule automobile comprenant :
    - un thermocouple (2a) comportant deux premiers fils métalliques (3a, 3b) de nature différente soudés entre eux à une première extrémité (4a) formant une première soudure chaude (7a) pour mesurer une température T1 dans le véhicule, lesdits deux premiers fils métalliques (3a, 3b) comportant chacun une deuxième extrémité (5a, 5b) reliée électriquement à un voltmètre mesurant la tension entre les deux deuxièmes extrémités (5a, 5b) pour déterminer la température T1,
    - un câble isolant (6) entourant les deux fils métalliques (3a, 3b), et
    - une enveloppe de protection (17) dans laquelle est logée la première soudure chaude (7a), caractérisé en ce qu’il comprend:
    - au moins un troisième fil métallique (3c) soudé à l’un des deux premiers fils métalliques (3a, 3b) du thermocouple (2a) formant un thermocouple secondaire (2b) comprenant une deuxième soudure chaude (7b) pour mesurer une température TT dans le véhicule, ledit troisième fil métallique (3c) comportant une deuxième extrémité (5c) reliée électriquement au voltmètre mesurant la tension entre la deuxième extrémité (5c) du troisième fil métallique (3c) et la deuxième extrémité (5a, 5b) de l’un des deux premiers fils métalliques (3a, 3b) pour déterminer la température T1
  2. 2. Capteur de température (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble isolant (6) comprend une première partie de câble isolant (8) entourant une première portion (10) des deux premiers fils métalliques (3a, 3b) et une deuxième partie de câble isolant (9) entourant une deuxième portion (11) des deux premiers fils métalliques (3a, 3b) et le troisième fil métallique (3c).
  3. 3. Capteur de température (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première partie de câble isolant (8) et la deuxième partie de câble isolant (9) sont séparées par une cavité (12) dans laquelle est logée la deuxième soudure chaude (7b).
  4. 4. Capteur de température (1) selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la première partie de câble isolant (8) et la deuxième partie de câble isolant (9) sont raccordées par un élément tubulaire (13).
  5. 5. Capteur de température (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première partie de câble isolant (8) et la deuxième partie de câble isolant (9) comprennent chacune un cœur (20) entouré par une couche externe (21), l’élément tubulaire (13) étant soudé aux couches externes (21) respectives de la première partie de câble isolant (8) et de la deuxième partie de câble isolant (9) de façon étanche.
  6. 6. Capteur de température (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deuxièmes extrémités (5a, 5b, 5c) des fils métalliques (3a, 3b, 3c) sont chacune reliées à un fil électrique (14) par l’intermédiaire d’un premier connecteur électrique (15), lesdits fils électriques (14) étant reliés à un même deuxième connecteur électrique (16).
  7. 7. Capteur de température (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux premiers fils métalliques (3a, 3b) comprennent un premier fil métallique (3a) et un deuxième fil métallique (3b), le premier fil métallique (3a) et le troisième fil métallique (3c) étant formés du même métal qui est différent de celui du deuxième fil métallique (3b).
  8. 8. Capteur de température (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend un troisième fil métallique (3c) et un quatrième fil métallique (3d) soudés tous les deux au deuxième fil métallique (3b) du thermocouple (2a) formant deux thermocouples secondaires (2b, 2c) dont un premier thermocouple secondaire (2b) comprenant une deuxième soudure chaude (7b) pour mesurer une température T1’ dans le véhicule et un deuxième thermocouple secondaire (2c) comprenant une troisième soudure chaude (7c) pour mesurer une température T1 ” dans le véhicule.
  9. 9. Capteur de température (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend un troisième fil métallique (3c) soudé au premier fil métallique (3a) du thermocouple (2a) formant un premier thermocouple secondaire (2b) comprenant une deuxième soudure chaude (7b) pour mesurer une température T1’ dans le véhicule et un quatrième fil métallique (3d) soudé au deuxième fil métallique (3b) du thermocouple (2a) formant un deuxième thermocouple secondaire (2c) comprenant une troisième soudure chaude (7c) pour mesurer une température T1” dans le véhicule.
FR1761709A 2017-12-06 2017-12-06 Capteur hautes temperatures comprenant un thermocouple avec plusieurs jonctions chaudes Withdrawn FR3074578A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1761709A FR3074578A1 (fr) 2017-12-06 2017-12-06 Capteur hautes temperatures comprenant un thermocouple avec plusieurs jonctions chaudes

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1761709A FR3074578A1 (fr) 2017-12-06 2017-12-06 Capteur hautes temperatures comprenant un thermocouple avec plusieurs jonctions chaudes
FR1761709 2017-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3074578A1 true FR3074578A1 (fr) 2019-06-07

Family

ID=61132681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1761709A Withdrawn FR3074578A1 (fr) 2017-12-06 2017-12-06 Capteur hautes temperatures comprenant un thermocouple avec plusieurs jonctions chaudes

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3074578A1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344747B1 (en) * 1999-03-11 2002-02-05 Accutru International Device and method for monitoring the condition of a thermocouple
US20050259719A1 (en) * 2004-05-24 2005-11-24 Rosemount Aerospace Inc. Multi-element thermocouple
US20070227576A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 Gambino Richard J Thermocouples

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344747B1 (en) * 1999-03-11 2002-02-05 Accutru International Device and method for monitoring the condition of a thermocouple
US20050259719A1 (en) * 2004-05-24 2005-11-24 Rosemount Aerospace Inc. Multi-element thermocouple
US20070227576A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 Gambino Richard J Thermocouples

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0939292B1 (fr) Dispositif et procédé de mesure en continu de l'usure d'une paroi de récipient métallurgique
EP0447295B1 (fr) Elément sensible à la temperature, et sonde de mesure comportant un tel élément
US20050265426A1 (en) Temperature sensor
US8256956B2 (en) Temperature sensor
US20090279585A1 (en) Temperature sensor
FR3074578A1 (fr) Capteur hautes temperatures comprenant un thermocouple avec plusieurs jonctions chaudes
US11054314B2 (en) Tubular wire shielding for an exhaust gas temperature sensor arrangement, exhaust gas temperature sensor arrangement and method for assembling an exhaust gas temperature sensor arrangement
WO2020193597A1 (fr) Boitier de protection pour capteur de température de véhicule
WO2017103469A1 (fr) Thermocouple avec tube de renfort
FR3075365A1 (fr) Capteur hautes temperatures comprenant des thermocouples avec une jonction chaude commune
FR3042862B1 (fr) Capteur de temperature pour vehicule automobile comprenant un thermocouple
EP1602091B1 (fr) Capteur de detection de surchauffe
FR3066018A1 (fr) Capteur hautes temperatures multi sondes
EP0989393A2 (fr) Thermocouple et procédé de fabrication
FR2706610A1 (fr) Capteur de flux thermique et dispositif de mesure associé.
EP3949026B1 (fr) Capteur de température pour moteur de véhicule et procédé de fabrication d'un tel capteur
WO2018002546A1 (fr) Thermocouple avec protection de la jonction chaude
WO2017103470A1 (fr) Capteur hautes temperatures avec cavite pour materiau d'etancheite
WO2013093284A2 (fr) Capteur de temperature
FR3075955A1 (fr) Capteur hautes temperatures avec capuchon en ceramique fritte
JPH0534614B2 (fr)
JPH07110266A (ja) 熱電対温度センサ
JP2010164578A (ja) 温度センサ
FR3030765A1 (fr) Procede de detection d’un court-circuit dans un thermocouple
FR3042861A1 (fr) Capteur de temperature pour vehicule automobile comprenant un thermocouple

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20190607

ST Notification of lapse

Effective date: 20200914