La présente invention se rapporte d unc sonde
à élément transducteur quelconque transformant les varlo- t i onS une grandeur physique quelconque en vdr-iatlons d'un iynal électrique.The present invention relates to a probe
with any transducer element transforming the varloti onS any physical quantity into vdr-iatlons of an electric iynal.
Dans la majorité des industries, on a besoin de connaître la valeur et les variations d'une grandeur physique en vue de la commande ou de la régulation en fonctionnement d'un organe ou d'une installation. In most industries, it is necessary to know the value and the variations of a physical quantity for the purpose of controlling or regulating the operation of an organ or an installation.
Ce besoin existe en ce qui concerne la température dans les appareils de chauffage ou de climatisation tels que chaudières, chauffe-eau, pompes à chaleur mais aussi dans d'autres industries telles que l'automobile, la sidérurgie, l'équipement ménager
Il existe aussi pour d'autres grandeurs ph > si- ques telles que lumière, pression
On a recours à des sondes et les sondes les plus utilisées encore actuellement, dans le domaine du chauffage, de la climatisation et du froid domestique et industriel, sont basées sur la dilatation d'un liquide.This need exists with regard to the temperature in the heating or air-conditioning apparatus such as boilers, water heaters, heat pumps but also in other industries such as automobile, iron and steel, household equipment
It also exists for other physical quantities such as light, pressure
Probes are used, and the most widely used probes in heating, cooling, and domestic and industrial refrigeration are based on the expansion of a liquid.
Elles comportent un doigt d'extrémité ou une cartouche, placé dans la zone à contrôler, et une liaison capillaire jusqu'à un bloc détecteur fournissant un signal de commande lorsque la valeur mesurée dépasse un seuil prédétermine.They include an end finger or a cartridge, placed in the area to be controlled, and a capillary connection to a detector block providing a control signal when the measured value exceeds a predetermined threshold.
Ces sondes à capillaire ne présentent pds toujours la fiabilité souhaitée. These capillary probes do not always have the desired reliability.
Par ailleurs, elles sont fragiles de montae mal aisé et limitées en longueur par le capillaire. Moreover, they are fragile of montae poorly and limited in length by the capillary.
Elles nécessitent, en plus, un élément transducteur, en général du type électromécanique, qui transforme la dilatation du liquide en un signal électrique de détection exploitable par les circuits électroniques de commande. They require, in addition, a transducer element, generally of the electromechanical type, which transforms the expansion of the liquid into an electrical detection signal that can be used by the electronic control circuits.
Tous ces inconvénients provoquent un abandon progressif de ce type de sonde, au profit de sondes plus simples comportant un élément transducteur d'extrémite et une liaison électrique, par exemple bifilaire. All these drawbacks cause a gradual abandonment of this type of probe, in favor of simpler probes comprising an extremity transducer element and an electrical connection, for example two-wire.
Cette sonde présente d'emblée d'importants avantages tels que, d'une part, la possibilité d'un tt'ait,'- ment électronique direct et, d'autre part, unt certaine facilité de mise en place et de raccordement. This sensor has important advantages immediately, such as, on the one hand, the possibility of a direct electronic device and, on the other hand, a certain ease of installation and connection.
En contrepartie, il faut satisfaire à plusieurs nécessités précédemment remplies d'origine : une excellente liaison thermique au niveau de l'élément sensible ainsi qu'une bonne tenue mécanique et une étanchéité parfaite. In return, it must satisfy several previously fulfilled requirements of origin: an excellent thermal connection at the sensitive element and a good mechanical strength and a perfect seal.
Ces exigences sont remplies de façon plus ou moins satisfaisante en immobilisant, par l'intermédiaire d'une colle synthétique, l'élément thermosensible dans un étui métallique en contact avec ou solidaire de la pièce chauffée par le liquide : ballon ou autre. Dans certaines réalisations, cet étui métallique vient se loger dans un doigt de gant solidaire de l'appareil. These requirements are fulfilled more or less satisfactorily by immobilizing, by means of a synthetic glue, the thermosensitive element in a metal case in contact with or integral with the part heated by the liquid: balloon or other. In some embodiments, this metal case is housed in a glove finger secured to the device.
La médiocre qualité de cette liaison thermique, résultant de I i l'interposition de plusieurs parois et de la structure composite de l'extrémité, introduit une inertie et une atténuation
La présente invention a pour but de remédier à ces différents inconvénients en proposant ne sonde qui réunit les qualités suffisantes pour pouvoir trouver application dans les secteurs techniques les plus divers et présenter un degré de fiabilité satisfaisant même dans des conditions de travail sévères et en ambiance perturbée.The poor quality of this thermal bond, resulting from the interposition of several walls and the composite structure of the end, introduces inertia and attenuation.
The object of the present invention is to remedy these various drawbacks by proposing a probe which combines the sufficient qualities to be able to find application in the most diverse technical sectors and to present a satisfactory degree of reliability even under severe working conditions and in a disturbed environment. .
Un des objectifs de l'invention est de proposer une sonde économique en raison de son procédé de fabrication et de ses éléments composants à faible coût. One of the objectives of the invention is to propose an inexpensive probe because of its manufacturing process and its low cost components.
Un autre objectif atteint par l'invention concerne la parfaite tenue aux agents extérieurs et aux caractéristiques du milieu ambiant : humidité, pression, température, perturbations diverses. Another object achieved by the invention relates to the perfect resistance to external agents and to the characteristics of the ambient environment: humidity, pressure, temperature, various disturbances.
A cet effet, I'invention concerne une sonde performante compacte, à élément transducteur d'extrémité et à liaison électrique, remarquable en ce que chaque conducteur de l'élément transducteur est raccordé électriquement à un fil de la liaison électrique sur ou de part et d'autre d'un élément de liaison ou intercalaire, I'ensemble étant immobilisé mécaniquement par une matière fusible ou d'imprégnation recouverte d'une gaine thermorétractable, cette dernière procurant, avec la matière fusible ou d'impréynation et l'élément de liaison ou intercai d Ire, une bonne rigidité et une bonne étanchéité d'ensemble. To this end, the invention relates to a compact high-performance probe, with an end transducer element and an electrical connection, which is remarkable in that each conductor of the transducer element is electrically connected to a wire of the electrical connection on or from else of a connecting element or interlayer, the assembly being mechanically immobilized by a fuse or impregnating material covered with a heat-shrinkable sheath, the latter providing, with the fuse or impréynation material and the element of bonding or intercalibration, good rigidity and good overall sealing.
Comme déjà indiqué ci-dessus, la sonde selle
I'invention, réunit de multiples qualités et avantagE énumérés de façon non limitative ci-après
- faible prix de revient.As already indicated above, the saddle probe
The invention combines multiple qualities and advantages listed in a nonlimiting manner hereinafter
- low cost price.
- faible inertie thermique en raison d'un couplage thermique
excellent résultant des gaines thermorétractables qt épousent étroitement le çontenu notamment au niiez i
du corps de l'élément transducteur.- low thermal inertia due to thermal coupling
excellent resulting heat shrinkable sheaths qt closely espouse the content including niiez i
of the body of the transducer element.
- bonne tenue mécanique d'ensemble qui évite l'empli
d'un étui métallique extérieur.- good overall mechanical strength which avoids the filling
an outer metal case.
- étanchéité parfaite à basse pression. - perfect tightness at low pressure.
- isolation électrique d'ensemble. - overall electrical insulation.
- gamme étendue de températures d'utilisation, limitai
toutefois, en partie supérieure, par les caractéristiqui
des gaines et la tenue en température des câbles.- wide range of operating temperatures, limited
however, in the upper part, by the characteristics
ducts and the temperature resistance of the cables.
- possibilité de réaliser une sonde à capteurs multiples. - possibility of making a sensor with multiple sensors.
- pas d'augmentation de diamètre à l'extrémité du câbl
de liaison électrique.- no increase in diameter at the end of the cable
electrical connection.
D'autres caractéristiques et avantages la présente invention apparaîtront à la lecture de I description qui suit, effectuée à titre d'exemple ns limitatif, sur un mode d'exécution en sonde de températur en référence aux dessins accompagnants dans lesquels
la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de I
sonde selon l'invention à élément de liaison plan s
conducteur sur chacune de ses faces.Other features and advantages of the present invention will appear on reading the following description, carried out by way of non-limitative example, in one embodiment in a temperature probe with reference to the accompanying drawings in which:
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of I
probe according to the invention with planar connection element
driver on each of its faces.
la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de I
sonde selon l'invention à élément de liaison plan
conducteur sur une seule de ses faces présentant t
raccordement par l'intermédiaire de la face conductrices
et un raccordement direct.FIG. 2 is a longitudinal sectional view of I
probe according to the invention with plane connecting element
conductor on only one of its faces presenting
connection via the conductive face
and a direct connection.
la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'ut
variante à élément intercalaire isolant, présentai
un raccordement électrique direct entre les conducteurs.FIG. 3 is a longitudinal sectional view of
variant with insulating spacer element, present
a direct electrical connection between the conductors.
la figure 4 est, une vue en coupe longitudinale d'ui
variante sans éléblent intercalaire.FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a
variant without intercalary element.
la figure 5 est une vue en perspective d'un raccordemei
double sur une seule des faces de l'élément de liaison.FIG. 5 is a perspective view of a connection
double on only one side of the connecting element.
la figure 6 est une vue en perspective d'un éléme
de I i d | Sotl multiplans à raccordement sur chacune de
se Ces faces conductrices permettant la réa I i sat i on d'une sonde IIIUlt iple.FIG. 6 is a perspective view of an element
of I id | Sotl multiplans with connection on each of
These conductive faces make it possible to use a probe IIIUlt iple.
la l'iyui'e 7 est une vue en perspective d'un élément
de liaison de capacité double par raccordement double
sur chacune de ses faces.the iyui'e 7 is a perspective view of an element
dual capacity double connection link
on each of its faces.
L'invention décrite ci-après a été plus particu lirement conçue pour servir de sonde de température. The invention described below has been more particularly designed to serve as a temperature probe.
II est bien entendu que l'application de l'invention ne saurait se limiter à fournir un signal représentant une température mais qu'au contraire de multiples applications sont envisagées par simple changement de l'élément transducteur. It is understood that the application of the invention can not be limited to providing a signal representing a temperature but on the contrary multiple applications are envisaged by simple change of the transducer element.
En se référant à la figure 1, la sonde selon l'invention est disposée en extrémité d'une liaison électrique 1 constituée, par exemple, par un câble bifilaire 2 à deux conducteurs 3 et 4. With reference to FIG. 1, the probe according to the invention is disposed at the end of an electrical connection 1 constituted, for example, by a two-wire cable 2 with two conductors 3 and 4.
Les fils dénudés 5 et 6 de ces conducteurs sont reliés individuellement aux pattes conductrices 7 et 8 d'un élément transducteur 9 du type, par exemple, thermosensible. Dans cet exemple de réalisation, les raccordements électriques sont réalisés sur chaque face conductrice 10 et il d'un élément de liaison 12, par exemple, du type plaquette de circuit imprimé à double face. L'immobii'isation mécanique de l'ensemble résulte de l'interposition ou du dépôt d'un produit d'enrobage 13 recouvert par une gaine extérieure thermorétractable 14 enfilée sur l'ensemble assurant, avec le produit d'enrobage, la solidité mécanique souhaitée. The stripped son 5 and 6 of these conductors are individually connected to the conductive tabs 7 and 8 of a transducer element 9 of the type, for example, heat-sensitive. In this embodiment, the electrical connections are made on each conductive surface 10 and there is a connecting element 12, for example, of the double-sided printed circuit board type. The mechanical immobilization of the assembly results from the interposition or deposition of a coating product 13 covered by a heat-shrinkable outer sheath 14 threaded onto the assembly ensuring, with the coating product, the mechanical strength. desired.
Comme représentée, cette gaine extérieure est disposée en contact étroit avec le corps de l'élément transducteur 9 de façon à réaliser une parfaite liaison thermique. As shown, this outer sheath is disposed in close contact with the body of the transducer element 9 so as to achieve a perfect thermal connection.
Dans une variante préférée de l'invention, le produit d'enrobage 13 résulte de la fusion d'une gaine intérieure fusible et isolante 15 qui immobilise et emprisonne parfaitement les divers composants procurant également une isolation électrique par rapport au milieu eatérieur . In a preferred embodiment of the invention, the coating product 13 results from the fusion of an insulating and fusible inner sheath 15 which perfectly immobilizes and traps the various components also providing electrical insulation with respect to the outer medium.
La gaine thermorétractable 14 assure la protec- tion finale et permet de parfaire la rigidité mécanique d ' t'nSt'mb i t' part le contact étroit sous pression lors de la rétraction. The heat-shrinkable sheath 14 provides the final protection and makes it possible to perfect the mechanical rigidity of the device by the close contact under pressure during the retraction.
L'obturation 16 en extrémité est réalisée par pincement, recouvrement et/ou fus ion de I 'extrêm i té dela gain. Intérieure fusible. End closure 16 is achieved by pinching, overlapping and / or fusing the end of the gain. Inner fuse.
On pourra, bien entendu, utiliser tout autre produit d'enrobage 13 procurant les mêmes effets tel, par exemple, vernis isolant, résines, matières polymérisables diverses
Selon un mode de réalisation différent (figure 2), l'élément de liaison 12 ne comporte qu'une seule face conductrice utilisée pour le raccordement électrique.It will be possible, of course, to use any other coating product 13 providing the same effects as, for example, insulating varnish, resins, various polymerizable materials
According to a different embodiment (Figure 2), the connecting element 12 has only one conductive surface used for the electrical connection.
La deuxième connexion électrique est réalisée directement sans passer par l'intermédiaire de la plaquette.The second electrical connection is made directly without going through the wafer.
Selon un mode de réalisation différent (figure 3), l'élément de liaison 12 joue un simple rôle de maintien mécanique. Dans ce cas, les faces de la plaquette restent nues. Il tient lieu d'élément intercalaire pour la sépara- tion et d'armature pour la rigidité mécanique d'ensemble. According to a different embodiment (FIG. 3), the connecting element 12 plays a simple role of mechanical support. In this case, the faces of the wafer remain bare. It acts as an intermediate element for the separation and as a reinforcement for the overall mechanical rigidity.
Les connexions électriques directes entre les pattes de l'élément transducteur 9 et les brins des conducteurs 3 et 4 seront réalisées selon les techniques connues les plus appropriées : sertissage, soudure par fusion d'un substrat basse température sous gaine
L'élément de liaison ou intercalaire 12 pourra tout aussi bien affecter une forme profilée à gorge de section quelconque ou en double "U" ou tout autre qui favoriserait la solidité mécanique de l'ensemble et le montage.The direct electrical connections between the lugs of the transducer element 9 and the strands of the conductors 3 and 4 will be made according to the most appropriate known techniques: crimping, fusion welding of a low temperature substrate under sheath
The connecting element or insert 12 may equally well affect a profiled groove shape of any section or double "U" or any other that would promote the mechanical strength of the assembly and assembly.
Selon un autre mode de réalisation (figure 4), l'élément intercalaire 12 sera remplacé par au moins une gaine électriquement isolante 17, rigide ou semi-rigide, procurant le même effet technique pour la cohésion et la rigidité mécanique d'ensemble. La réunion des pattes de l'élément transducteur 9 avec les brins des conducteurs 3 et 4 s'effectue de la même façon que précédemment. According to another embodiment (Figure 4), the spacer element 12 will be replaced by at least one electrically insulating sheath 17, rigid or semi-rigid, providing the same technical effect for cohesion and overall mechanical rigidity. The meeting of the legs of the transducer element 9 with the strands of the conductors 3 and 4 is carried out in the same way as previously.
Dans une autre variante d'exécution (figure 5 I, I'élément de liaison 12 présente une seule face conduc- trice à deux bandes ou chemins conducteurs 18 et It), séparés Ionyitudinaîement par un intervalle isolant 20. In another alternative embodiment (FIG. 5 I, the connecting element 12 has a single conductive face with two bands or conductive paths 18 and 11), separated longitudinally by an insulating gap 20.
Cette face pourra être confectionnée par tous moyens appropriés : circuits imprimés, graves, par sérigraphie, gravure mécanique ou tout autre. This face can be made by any suitable means: printed circuits, serious, by screen printing, mechanical engraving or any other.
Cette réalisation présente l'avantage de pouvoir simplifier notablement le montage par réduction du raccordement électrique en une seule opération. This embodiment has the advantage of being able to significantly simplify the assembly by reducing the electrical connection in a single operation.
Selon l'idée générale de l'invention, on peut envisager la confection d'une sonde à capteurs multiples dont deux exemples de réalisation sont représentés en figures ô et 7 procédant par juxtaposition des éléments de liaison 12 ou en fabriquant un support multibranches ou multiplans 21 à faces conductrices. According to the general idea of the invention, it is possible to envisage making a multi-sensor probe of which two exemplary embodiments are represented in FIGS. 6 and 7 proceeding by juxtaposition of the connecting elements 12 or by manufacturing a multi-branch or multiplanator support 21 with conductive faces.
La même réalisation statère possible à faces isolantes. il s'agit alors d'un support composite intercalaire multibranches ou multiplans. The same realization possible stater with insulating faces. it is then a multi-branch or multiply intercalary composite support.
II pourra exister ainsi autant de capteurs 9 que de plans de liaison ou de séparation. There may thus be as many sensors 9 as connection or separation planes.
Dans la version plus élaborée, représentée en figure 7, les plans de liaison coz.portent, comme dans la variante de la figure 5, un double chemin à deux pistes conductrices 18 et 19, séparées par un intervalle isolant 20. In the more elaborate version, shown in FIG. 7, the connection planes coz.portent, as in the variant of FIG. 5, a double path with two conducting tracks 18 and 19, separated by an insulating gap 20.
On arrive ainsi à doubler la capacité pour un même support. This doubles the capacity for the same medium.
Ce type de réalisation s'avère particulièrement intéressant lorsque, pour des raisons d'économie d'organes de traitement de l'information, il est préférable de pouvoir disposer de la même valeur électrique sur plusieurs lignes différentes, électriquement isolées l'une de l'autre. This type of embodiment is particularly interesting when, for reasons of economy of information processing members, it is preferable to be able to have the same electrical value on several different lines, electrically isolated from one another. 'other.
Bien entendu, toutes les variantes ci-dessus sont possibles avec le support multiplans 21. Of course, all the above variants are possible with multiplans support 21.
On réalise l'immobilisation, de façon analogue, par une gaine intérieure thermofusible en une matière d'enrobage ou d'imprégnation et une gaine thermorétractable de protection extérieure. The immobilization is carried out, analogously, by a thermofusible inner sheath of a coating or impregnating material and a heat-shrinkable outer protective sheath.
On examinera maintenant le procédé de fabrica- tison de cette sonde. We will now examine the manufacturing process of this probe.
On réalise les jonctions dvs t'tiijut-ttui'. We make the junctions dvs t'tiijut-ttui '.
par soudure ou tout autre moyen sur l'élément de I iais < 12 ou directement dans le cas d'un élément intercalair ou encore les deux à la fois dans le cas d'un élémer 12 à une seule face isolante. On introduit i'ensembi prémonté dans une gaine fusible et isolante qui deviendr la gaine intérieure. On pourra obtenir le même effet ( plongeant l'ensemble dans un vernis isolant ou en noyar l'ensemble dans une matière polymérisable ou tout autr réalisant l'immobilisation des composants.by welding or any other means on the element I iais <12 or directly in the case of an intercalary element or both at once in the case of a élémer 12 single insulating face. The preassembled assembly is introduced into a fusible and insulating sheath which becomes the inner sheath. The same effect can be obtained (immersing the assembly in an insulating varnish or embedding the assembly in a polymerizable material or any other realizing the immobilization of the components.
On expose la sonde brute à un flux d'ai chaud laminaire à environ 2000C. The raw probe is exposed to a laminar hot air flow at about 2000C.
On enfile la gaine thermorétractable 14 ç on refroidi l'ensemble. The heat-shrink sheath 14 is put on and the whole is cooled.
La rétraction provoque la sortie de l'ai occlus garantissant ainsi une bonne homogénéité. La cohésic et l'immobilisation s'opèrent pendant le refroidissement. The retraction causes the exit of the occluded thereby ensuring a good homogeneity. Cohesiveness and immobilization occur during cooling.
Selon une variante, la gaine intérieure pet être incorporée dans la gaine extérieure thermorétractable
Dans ce cas, le procédé de montage est encore simplifi car la dernière phase se déroule en une seule opération.Alternatively, the inner sheath can be incorporated into the heat-shrink outer sheath
In this case, the editing process is further simplified because the last phase takes place in a single operation.
L'invention a été décrite en détail ci-dessus I I est bien entendu qu'elle ne saurait se limiter au seuls moyens décrits mais qu'au contraire diverses modifica tions simples, variantes directes, substitutions par de matières ou des moyens équivalents, entrent pleinemen dans le cadre de la présente protection. The invention has been described in detail above. It should be understood that it can not be limited to the described means only but that, on the contrary, various simple modifications, direct variants, substitutions made of materials or equivalent means, are fully applicable. in the context of this protection.
On envisage notamment les applications particu lières suivantes : récepteur ou émetteur directif, capteu d'énergie électrique, sonde à capteurs multiples miniaturisé The following particular applications are envisaged: directional receiver or transmitter, electrical energy sensor, miniaturized multiple sensor probe
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8109047AFR2505049A1 (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Compact thermal transducer for cable end - has element assembly enclosed by heat shrink sleeve in direct contact with element |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8109047AFR2505049A1 (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Compact thermal transducer for cable end - has element assembly enclosed by heat shrink sleeve in direct contact with element |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2505049A1true FR2505049A1 (en) | 1982-11-05 |
| FR2505049B1 FR2505049B1 (en) | 1983-12-09 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8109047AGrantedFR2505049A1 (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Compact thermal transducer for cable end - has element assembly enclosed by heat shrink sleeve in direct contact with element |
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2505049A1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12117348B2 (en)* | 2019-12-18 | 2024-10-15 | Te Connectivity Germany Gmbh | Housing element for securing at least one temperature sensor on a measuring object |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3426316A (en)* | 1966-02-15 | 1969-02-04 | Honeywell Inc | Electric lead terminal |
| US3671328A (en)* | 1967-08-28 | 1972-06-20 | Mc Donnell Douglas Corp | Semiconductor temperature sensitive means |
| FR2284201A1 (en)* | 1974-09-06 | 1976-04-02 | Raychem Sa Nv | ELECTRICAL CONNECTOR WITH THERMAL RECOVERY |
| US4237731A (en)* | 1979-04-09 | 1980-12-09 | General Electric Company | Temperature sensing probe for microwave ovens |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|
| FR2505049B1 (en) | 1983-12-09 |
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|---|---|---|
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DL | Decision of the director general to leave to make available licences of right | ||
| TP | Transmission of property | ||
| ST | Notification of lapse |