FR2810399A1 - Dispositif de mesure de temperature pour fluide circulant dans un tube - Google Patents
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Abstract
Pour détecter la température d'un fluide liquide ou gazeux en circulation dans un espace creux d'un boîtier, on prévoit un élément de mesure de température susceptible d'être branché à des dispositifs d'évaluation via un agencement de fiches dans un tube protecteur fermé sur un côté d'un boîtier de capteur comportant une pièce de branchement solidairement mise en place, le tube protecteur pénétrant au moins en partie dans une ouverture du boîtier creux étanché par rapport à l'atmosphère extérieure au moyen d'un joint torique élastique. Dans la zone de la pointe du tube protecteur, l'élément de mesure est relié à un agencement de fiches positionné à une extrémité d'une carte imprimée allongée. L'agencement de fiches est entouré par un manchon fileté solidaire du tube protecteur du boîtier de capteur, lequel est pourvu, à titre de fixation, d'un filetage pénétrant dans le boîtier du creux.
Description
L'invention concerne un dispositif de mesure de température pour mesurer
la température d'un fluide circulant dans un tube, un capteur de température électrique étant fixé sur un tronçon tubulaire avec blocage à l'encontre de déplacements radiaux et axiaux. On entend sous la désignation "tube" également des corps porteurs
tubulaires traversés par un fluide.
On connaît du document US-PS 49 29 092 un capteur de température à résistance qui est destiné à mesurer la température d'un fluide circulant dans un tronçon tubulaire. À cet effet, le tube traversé par le fluide est pourvu d'une ouverture entourée par une bride, à travers laquelle un manchon pénètre dans le tube traversé par le fluide et comprend une
résistance de mesure.
Le problème qui se pose ici, c'est le raccordement relativement complexe au moyen d'une ouverture dans le tube traversé par le fluide
avec une bride soudée en supplément.
L'objectif sous-jacent à l'invention est de proposer un capteur de température pour des tubes traversés par un fluide, qui est constitué par un nombre relativement faible de pièces et que l'on peut amener dans sa position de mesure avec peu de travail. En particulier, on proposera un capteur de température pour un appareil de dialyse tel qu'il est connu par exemple du document DE-OS 21 62 998, le capteur comprenant un tronçon tubulaire dont les extrémités sont prévues
respectivement comme entrée et comme sortie du fluide en circulation.
L'objectif est atteint par le fait que le capteur de température est monté de manière ferme sur le plan mécanique sur des pistes conductrices du côté extérieur du tronçon tubulaire au moyen d'une pâte bonne conductrice thermique et électrique, le capteur de température étant
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thermiquement isolé vers l'extérieur par un boîtier entourant à distance le tronçon tubulaire, et qu'un câble de connexion électriquement et mécaniquement solidaire du capteur est mené à travers une ouverture
hors du boîtier en forme d'enveloppe.
Dans ce cas, il s'avère particulièrement avantageux que le tronçon tubulaire traversé par le fluide et destiné à la mesure ne présente aucune ouverture pour faire passer un capteur de température dans la zone du fluide, de sorte que l'on peut omettre des brides de raccordement complexes ou des mesures d'étanchement supplémentaires. Selon un premier mode de réalisation préféré, le tronçon tubulaire pourvu du capteur de température est positionné axialement dans le boîtier au moyen de deux bagues agencées coaxialement l'une par rapport à l'autre dans un boîtier en forme d'enveloppe. L'avantage c'est que le volume intérieur du boîtier en forme d'enveloppe isole thermiquement le capteur vis-à-vis de l'environnement, de sorte que l'on évite des indications de température erronées du capteur dues à des influences externes. Le volume intérieur comprend de préférence de
l'air de l'atmosphère environnante.
De préférence, le capteur de température est relié à l'extrémité du câble de connexion via des pistes conductrices appliquées le long du tronçon
tubulaire.
Selon un développement préféré, le boîtier en forme d'enveloppe est constitué par deux parties demi-cylindriques qui sont reliées l'une à l'autre via une charnière à film flexible. Dans ce cas, la charnière à film présente un axe de basculement qui s'étend parallèlement à l'axe du tronçon tubulaire. Diamétralement à l'opposé de la charnière à film est prévu un dispositif de fermeture qui est formé par au moins un crochet qui vient s'enclencher dans un évidement de la partie opposée du boîtier en forme d'enveloppe. De préférence, deux crochets sont
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disposés à distance le long d'une ligne parallèle à l'axe, qui viennent s'enclencher dans des évidements opposés, le câble de connexion étant coincé en coopération de formes entre les deux crochets à son extrémité vue en direction axiale le long de la ligne de séparation des deux parties du boîtier en forme d'enveloppe. Grâce à ceci, on permet de manière avantageuse un montage
relativement simple.
De plus, il s'avère avantageux de pouvoir établir de manière simple une décharge vis-à-vis de la traction du câble à l'extrémité du câble de
connexion au moyen de l'ouverture de boîtier.
De plus, le tronçon tubulaire pourvu du capteur de température est entouré, vu en direction axiale, par un tronçon tubulaire respectif en forme de manchon qui comprend une extrémité de raccordement pour tuyau réalisée sous forme de bague périphérique ou de bride; un tel développement est avantageux en particulier pour le raccordement de tuyaux dans des dispositifs de dialyse, dans lesquels le fluide en
circulation est mené en majeure partie dans des tuyaux flexibles.
Selon un développement avantageux du tronçon tubulaire, on prévoit un tube en une seule pièce en matériau céramique bon conducteur thermique; de préférence, on utilise en tant que céramique de l'oxyde d'aluminium. Le capteur de température lui-même est appliqué sous forme de pièce susceptible d'être montée en surface, et on met en place de préférence une résistance à couche mince en platine en tant que capteur de température dans la zone médiane du tronçon tubulaire sous
la forme d'un composant à montage en surface (technologie SMD).
Dans ce cas, on obtient une fabrication à faibles coûts grâce au
montage en surface.
Dans ce cas, le comportement de réponse rapide du capteur de température en raison de la conductivité thermique élevée de la
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céramique est avantageux.
Dans ce qui suit, on expliquera plus en détail l'objet de l'invention en
se référant aux figures la, lb, 2 et 3.
Es La figure la montre schématiquement une illustration en perspective
du tronçon tubulaire en vue éclatée.
La figure lb montre des détails de la charnière à film et de la fermeture à crochet entre les pièces du boîtier en forme d'enveloppe, qui sont
réalisées chacune sous forme d'un demi-cylindre.
La figure 2 montre schématiquement le raccordement du dispositif de mesure de température à ses extrémités avec des extrémités de tuyaux illustrés avec arrachement, tels qu'on les utilise par exemple dans un appareil de dialyse. Le câble de connexion est également illustré avec
arrachement.
La figure 3 montre schématiquement une coupe longitudinale à travers le dispositif de mesure de température conforme à l'invention mis en place dans un boîtier d'un bloc fonctionnel, par exemple un dispositif
de mesure de conductivité ou un dispositif de pompage.
Selon la figure la, un capteur de température 2 est monté sur la surface extérieure d'un tronçon tubulaire médian 1 traversé par un fluide, qui est électriquement et mécaniquement solidaire de l'extrémité 5 d'un câble de connexion 4 menant vers l'extérieur au moyen de pistes conductrices 3 qui s'étendent sur la périphérie extérieure du tronçon tubulaire. Aussi bien le capteur de température 2 que les pistes conductrices 3 sont enveloppés conjointement avec les extrémités 5 du câble de connexion 4 par un boîtier 6 en forme d'enveloppe entourant concentriquement le tronçon tubulaire 1 le long de l'axe de tube 10, qui est également constitué par deux parties de boîtier 6', 6". On a prévu sur le tronçon tubulaire 1 des bagues périphériques respectives 7, 8 pour positionner le boîtier 6 le long de la surface du tronçon tubulaire, le boîtier 6 avoisinant par ses surfaces frontales les bagues 7, 8 par
coopération de formes.
Le boîtier 6 forme une atmosphère intérieure pour le capteur de température 2, et le volume intérieur rempli d'air isole l'élément de mesure thermiquement vis-à-vis de l'entourage. Le volume intérieur du boîtier 6 est donc chauffé par le fluide en circulation dans le tronçon tubulaire 11, et une évacuation de chaleur éventuelle par la face arrière
du capteur de température est réduite.
De plus, vu en direction radiale de l'axe de tube 10, le boîtier 6 comprend une ouverture traversante 18 pour un câble de connexion 4, qui forme simultanément une décharge du câble vis-à-vis de la traction
en coinçant l'enveloppe 17 du câble de connexion 4.
Selon la figure lb, le boîtier 6 est composé de deux moitiés 6', 6" à l'aide d'une charnière à film 35, les moitiés assemblées par ce film pouvant être refermées par un crochet 37 qui vient s'enclencher dans
un évidement 36.
Les tronçons tubulaires 11, 12 dépassant hors du boîtier 6 en deux pièces sont pourvus, à leur extrémité, respectivement d'une bride périphérique 13, 14 qui convient pour raccorder des extrémités de tuyaux, par exemple d'un dispositif de dialyse. Les deux brides 13, 14 représentent ainsi les extrémités de raccordement du tronçon tubulaire
vers des tuyaux.
Selon la figure 2, le câble de connexion 4 est mené hors du boîtier fermé 6 à travers une ouverture 18, l'ouverture 18 formant en même temps par coopération de formes une décharge vis-à-vis de la traction pour l'extrémité 5 de l'enveloppe 17 du câble de connexion 4. De plus, la figure 2 montre le raccordement des extrémités de tuyaux 15, 16, par exemple d'un dispositif de dialyse, chacune dans la zone finale des tronçons tubulaires 11, 12, la fixation proprement dite des extrémités
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des tuyaux s'effectuant par l'intermédiaire des brides 13, 14 non
visibles ici (mais illustrées en tirets).
La figure 2 ne montre donc qu'en partie les zones d'extrémité 11, 12 du tronçon tubulaire 1, tandis que les brides 13, 14 symbolisées ici sont
recouvertes par les extrémités de raccordement pour tuyaux 15, 16.
Une telle disposition convient en particulier pour l'utilisation dans des
appareils de dialyse comportant une pompe péristaltique.
Selon la figure 3, le tronçon tubulaire 1 est réalisé sous forme d'une partie médiane d'un corps porteur tubulaire 52 qui comprend à ses deux extrémités respectivement des brides de tube 55, 56 qui sont pourvues de gorges périphériques 59, 60 pour recevoir des joints toriques 57, 58. Le corps porteur 52 se trouve dans le volume creux 53 d'un boîtier 51 pour un bloc fonctionnel qui peut par exemple être un boîtier de pompe, un boîtier de filtre ou un dispositif de mesure de conductivité, etc.. Le boîtier 51 comprend sur son côté frontal 54 une plaque de bride 64 par laquelle une conduite tubulaire 63 est raccordée au volume creux 53 du boîtier 21, et en raison du corps porteur 52 situé dans celui-ci, un fluide en circulation s'écoule directement dans le volume intérieur cylindrique creux 67 du corps porteur. Le fluide traversant le corps porteur est ensuite repris par un conducteur creux 68 adapté au volume intérieur cylindrique creux 67 à l'intérieur du boîtier 51. Pour étancher par rapport à l'environnement le fluide qui s'écoule depuis la conduite tubulaire 63 jusque dans le corps porteur 52 et dans le conducteur creux 68, les joints toriques 57, 58 sont positionnés dans les gorges périphériques 59, 60 de telle sorte que les transitions de conduite du fluide en circulation sont chacune étanchées par rapport à l'extérieur. Sur le tronçon tubulaire 1 du corps porteur 52 se trouve un capteur de température 2 qui est relié via des pistes
conductrices non visibles à l'extrémité 69 d'un câble de connexion 70.
Les extrémités des conduites 69 du câble de connexion sont reliées par
brasage aux zones de connexion sur la carte imprimée du capteur 2.
À l'aide des brides de tube 55, 56, le corps porteur 52 est bloqué à
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l'encontre d'un déplacement aussi bien en direction axiale le long de l'axe de tube 10 qu'en direction radiale perpendiculairement à l'axe de tube 10, et grâce à une pose en affleurement de la plaque de bride 64 et de la fixation au moyen de goujons de fixation 65, 66, on obtient un arrêt sûr du corps porteur 52 ainsi qu'un étanchement suffisant à l'aide des joints toriques 57, 58 situés dans les gorges annulaires périphériques.
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Claims (14)
1. Dispositif de mesure de température pour mesurer la température d'un fluide circulant dans un tube (1), dans lequel un capteur de température électrique est fixé sur un tronçon tubulaire avec blocage à l'encontre de déplacements radiaux et axiaux, et le capteur de température est monté de manière ferme sur le plan mécanique sur le côté extérieur du tronçon tubulaire, le capteur de température est protégé vers l'extérieur par un boîtier (8, 9, 7, 13) entourant le tronçon tubulaire, et un câble de connexion électriquement et mécaniquement solidaire du capteur est mené à travers une ouverture (20) hors du boîtier (7, 8, 9, 13), caractérisé en ce que le capteur de température (2) est monté de manière ferme sur le plan mécanique sur des pistes conductrices (3) du côté extérieur du tronçon tubulaire (1) au moyen d'une pâte bonne conductrice thermique et électrique, le capteur de température (2) étant protégé vers l'extérieur par un boîtier (6, 21) en forme d'enveloppe entourant à distance le tronçon tubulaire, et en ce qu'un câble de connexion (4, 19) électriquement et mécaniquement solidaire du capteur (2) est mené à travers une ouverture hors du
boîtier en forme d'enveloppe (6, 21).
2. Dispositif de mesure de température selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tronçon tubulaire (1) pourvu du capteur de température (2) est positionné axialement dans le boîtier (6, 21) au moyen de deux bagues (7, 8) ou brides de tube (55, 56) disposées à
distance l'une de l'autre.
3. Dispositif de mesure de température selon l'une ou l'autre des
revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le capteur de température
(2) est relié à l'extrémité du câble de connexion (4, 19) via des pistes
conductrices (3) appliquées le long du tronçon tubulaire (1).
4. Dispositif de mesure de température selon l'une quelconque des
revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un capteur de température (2)
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susceptible d'être monté en surface est appliqué sur le tronçon
tubulaire (1).
5. Dispositif de mesure de température selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une résistance à couche mince en platine est appliquée en tant que capteur de température (2) sur le côté extérieur
du tronçon tubulaire (1).
6. Dispositif de mesure de température selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le boîtier (6) est réalisé en
forme d'enveloppe, le tronçon tubulaire (1) pourvu du capteur de température (2) étant relié, vu en direction axiale, par ses deux extrémités à un tronçon tubulaire respectif (11, 12) qui comprend une
extrémité de raccordement pour tuyau présentant une bride (13, 14).
7. Dispositif de mesure de température selon la revendication 6, caractérisé en ce que le boîtier (6) en forme d'enveloppe est constitué par deux parties demi-cylindriques (6', 6") qui sont reliées l'une à
l'autre via une charnière à film flexible (35).
8. Dispositif de mesure de température selon la revendication 7, caractérisé en ce que la charnière à film (35) présente un axe de basculement qui s'étend parallèlement à l'axe (10) du tronçon tubulaire (1).
9. Dispositif de mesure de température selon la revendication 8, caractérisé en ce que diamétralement à l'opposé de la charnière à film (35) est prévu un dispositif de fermeture qui est formé par au moins un crochet (37) qui vient s'enclencher dans un évidement (36) de la partie
opposée (6').
10. Dispositif de mesure de température selon la revendication 9, caractérisé en ce que deux crochets (37) sont disposés à distance le
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long d'une ligne parallèle à l'axe (10), qui viennent s'enclencher dans des évidements opposés (36), le câble de connexion (4) étant coincé en coopération de formes entre les deux crochets (37) à son extrémité vue en direction axiale le long de la ligne de séparation des deux parties (6', 6") du boîtier en forme d'enveloppe (6).
11. Dispositif de mesure de température selon l'une quelconque des
revendications 1 à 10, caractérisé en ce que tous les trois tronçons
tubulaires (1, 11, 12) font partie d'un tube en une seule pièce en
matériau céramique bon conducteur thermique.
12. Dispositif de mesure de température selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tronçon tubulaire pourvu
du capteur de température (2) est enfermé, à titre de partie d'un corps porteur (1), par un boîtier (21) d'un bloc fonctionnel, le tronçon tubulaire (1) étant positionné axialement à ses deux extrémités au
moyen de deux brides de tube (55, 56).
13. Dispositif de mesure de température selon la revendication 12, caractérisé en ce que les brides de tube (55, 56) sont également réalisées sous forme d'éléments écarteurs pour soutenir le corps porteur
en direction radiale.
14. Dispositif de mesure de température selon l'une ou l'autre des
revendications 12 et 13, caractérisé en ce que les brides de tube
(55, 56) présentent des gorges périphériques (59, 60) destinées à recevoir des joints toriques (57, 58) pour étancher le corps porteur (21)
à son entrée et à sa sortie par rapport au fluide circulant.
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