WO2017103469A1 - Thermocouple avec tube de renfort - Google Patents

Thermocouple avec tube de renfort Download PDF

Info

Publication number
WO2017103469A1
WO2017103469A1 PCT/FR2016/053417 FR2016053417W WO2017103469A1 WO 2017103469 A1 WO2017103469 A1 WO 2017103469A1 FR 2016053417 W FR2016053417 W FR 2016053417W WO 2017103469 A1 WO2017103469 A1 WO 2017103469A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating sheath
end portion
reinforcing tube
metal wires
temperature sensor
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.)
Ceased
Application number
PCT/FR2016/053417
Other languages
English (en)
Inventor
Gabriel KOPP
Piotr ZAKRZEWSKI
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
Publication of WO2017103469A1 publication Critical patent/WO2017103469A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased 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
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a temperature sensor, in particular for measuring high temperatures, for example greater than 900 ° C, or even 1000 ° C, and its manufacturing process.
  • the invention applies in particular to temperature sensors adapted to measure the exhaust temperature of motor vehicles.
  • thermocouple for measuring high temperatures.
  • Thermocouples provide relatively high measurement accuracy. That is why they are used in this field having high requirements in terms of control of pollutant emissions.
  • thermocouple measurement principle is based on the Seebeck effect, which results in a potential difference between two different metal wires when subjected to a temperature difference.
  • the two metal wires are welded together at a first end forming a hot weld (or hot spot) for measuring the temperature T1 of the medium to be measured, such as the temperature of the exhaust gas of an exhaust system. .
  • the two metal wires of the thermocouple also each comprise a second end each connected to a voltmeter by a weld commonly called cold junction (or cold point) which is at a reference temperature T0.
  • the voltage signal measured by the voltmeter at the second ends of the metal wires is transmitted outwards to an electrical / electronic circuit for operating a measurement signal via electrical wires.
  • the voltage variation between the two metal wires of the thermocouple is proportional to the temperature variation between the hot solder which is at temperature T1 and the second ends of the metal wires which are at a reference temperature T0.
  • the first end of the two metal wires of the thermocouple is housed in a closed end of an insulating sheath.
  • the insulating sheath comprises a mineral core surrounded by a metal casing.
  • the insulating sheath surrounds the metal wires.
  • the temperature sensor comprises a reinforcing tube surrounding the insulating sheath.
  • the reinforcing tube extends along the insulating sheath from a front end portion located near the closed end of the insulating sheath to a rear end portion.
  • Fixing between the mineral insulating sheath and the reinforcing tube can have a major impact on the robustness of the temperature sensor.
  • This link is often performed by welding or brazing. More specifically, it is the front end portion of the reinforcing tube which is welded to the insulating sheath.
  • the closed end of the insulating sheath is immersed in the exhaust system and undergoes very strong mechanical and thermal stresses.
  • the acceleration during vibrations can reach 400 m / s 2 and the temperature can reach 1200 ° C.
  • the thermal gradient can be of the order of 1500 ° C / s.
  • a defect in the weld may cause exhaust gas to leak out of the engine as it passes through the temperature sensor.
  • the invention therefore aims to overcome these disadvantages of the prior art by providing a more robust temperature sensor, to better withstand these severe constraints of vibration and temperature.
  • the invention relates to a temperature sensor for a motor vehicle comprising:
  • thermocouple comprising two metal wires welded together at a first end forming a hot weld to measure a temperature T1 in the motor vehicle, said two metal wires each having a second end electrically connected to an electronic device for the acquisition and treatment of the signal.
  • an insulating sheath having a closed end in which is housed the first end of the two metal wires and surrounding said metal wires
  • a reinforcing tube surrounding the insulating sheath and extending along the latter in the direction of the electrical connector from a front end portion of the reinforcing tube located near the closed end of the insulating sheath to a portion of 'rear end.
  • the rear end portion of the reinforcing tube is fixed to the insulating sheath by a first attachment obtained by welding or brazing.
  • the invention thus provides a temperature sensor for measuring temperatures higher than 900 ° C more robust, to better withstand these severe constraints of vibration and temperature.
  • This weld is not subjected to thermal stresses as strong as those experienced at the front of the sensor which is placed in the exhaust line.
  • the thermal gradients are able to weaken a weld placed at the front of the sensor, which may cause a major malfunction on the sensor.
  • the sensor of the invention is mechanically more robust because the mechanical stresses on the weld are avoided.
  • the front portion of the sensor located in the exhaust line is exposed to pulses of exhaust gas from the engine cylinders.
  • This weld also seals between the inside of the engine and the outside so as not to allow the exhaust gas to pass through the sensor to escape to the outside of the engine.
  • the front end portion of the reinforcing tube is fixed around the insulating sheath by a second fastening obtained by welding or brazing.
  • the invention makes it possible to limit the flapping phenomenon of the assembly formed by the thermocouple and of the insulating sheath, inside the reinforcing tube.
  • the second weld at the front of the temperature sensor does not have a sealing stress, since sealing is provided by the first weld at the back of the temperature sensor. Consequently, the cracking or the deterioration of the quality of this second weld does not entail any problem of sealing or mechanical maintenance.
  • the front end portion of the reinforcing tube is fixed around the insulating sheath by a second fastener obtained by shaping.
  • the second attachment can be obtained by crimping or rolling.
  • the temperature sensor comprises a fixing means surrounding a portion of the reinforcing tube and intended to fix the temperature sensor on a wall of the motor vehicle.
  • the securing means separates the first attachment of the second attachment sealingly.
  • This solution is preferred to the solution of welding the front end portion of the reinforcing tube to the insulating sheath.
  • the two elements (insulating sheath and reinforcing tube) can expand non-uniformly for two reasons.
  • the use of two different materials to make the insulating sheath and the reinforcing tube causes two different coefficients of thermal expansion.
  • thermocouple for the assembly formed of the thermocouple and the insulating sheath, a material is preferred which ensures the stability of the temperature measurement in the long term.
  • the mechanical properties for the reinforcing tube, the mechanical properties (especially at high temperature) are decisive.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a temperature sensor for a motor vehicle as defined above.
  • the method comprises a step of providing the temperature sensor comprising:
  • thermocouple having two metal son welded together at a first end forming a hot weld to measure a temperature T1 in the motor vehicle.
  • the two metal wires each comprise a second end electrically connected to an electronic device for acquiring and processing the signal.
  • an insulating sheath having a closed end in which is housed the first end of the two metal wires and surrounding said metal wires
  • a reinforcing tube surrounding the insulating sheath and extending along the latter in the direction of the electrical connector from a front end portion located near the closed end of the insulating sheath to a rear end portion .
  • the method comprises a step of soldering or brazing the rear end portion of the reinforcing tube around the insulating sheath.
  • the manufacturing method may further comprise one or more subsequent steps, taken separately or in combination:
  • the manufacturing method comprises a step of soldering or brazing the front end portion of the reinforcing tube around the insulating sheath;
  • the manufacturing method comprises a step of shaping the front end portion of the reinforcing tube around the insulating sheath;
  • the shaping step consists of a step of crimping the front end portion of the reinforcing tube around the insulating sheath;
  • the shaping step consists of a rolling step of the front end portion of the reinforcing tube around the insulating sheath.
  • FIG. 1 is a longitudinal section of a temperature sensor according to the invention.
  • FIG. 2 represents the detail of the protective sheath and the reinforcing tube of this temperature sensor
  • FIG. 1 represents a longitudinal sectional view of a temperature sensor 1 for a motor vehicle according to the invention.
  • This temperature sensor 1 comprises a thermocouple 2 comprising two metal wires 3 welded together at a first end 4 forming a hot weld to measure a temperature T1 in the engine of a motor vehicle.
  • the two metal wires 3 each comprise a second end 5 electrically connected to an electronic device 6 for acquiring and processing the signal.
  • the temperature T1 corresponds to the temperature of the medium to be measured in the engine.
  • the metal wires 3 consist of two different metals, for example a pair of Nisil / Nicrosil metals.
  • Thermocouple 2 is of type J, K, T, R, S, N, for example.
  • the second end 5 of the two metal wires 3 is electrically connected to a voltmeter measuring the voltage between the two second ends 5.
  • the temperature T1 of the hot weld or hot spot corresponding to the temperature of the thermocouple 2 is deduced therefrom. medium to be measured in the vehicle engine.
  • the temperature sensor 1 comprises an insulating sheath 7 having a closed end 8 in which is housed the first end 4 of the two metal wires 3.
  • the insulating sheath 7 surrounds the two metal wires 3.
  • the insulating sheath 7 also comprises an open end 13 through which emerge the two metal wires 3 of the thermocouple 2 to connect to the electronic device 6 housed in a protective casing 26.
  • the insulating sheath 7 surrounds the two metal wires 3 from its closed end 8 (or the first end 4 of the metal wires 3) to an upper end portion 10 of the insulating sheath 7 located in the vicinity of the protective housing 26.
  • the two metal wires 3 are surrounded and held in the insulating sheath 7 which has two passage channels (not shown) associated with each of the metal wires 3 so that the two metal wires 3 are isolated from each other and held by the insulating sheath 7 .
  • the insulating sheath 7 is for example of generally elongate shape in a longitudinal direction corresponding to the longitudinal direction of the two metal wires 3.
  • This insulating sheath 7 may have a generally cylindrical shape.
  • the insulating sheath 7 has an electrically insulating and heat-resistant ceramic core 15 which is surrounded by an outer layer 16 made of refractory steel resistant to high temperatures, such as a chromium alloy, nickel and iron type Inconel® (trademark).
  • the outer layer 16 may be stainless steel (31 OS), for example.
  • the core 15 of the insulating sheath 7 may be magnesia or alumina, for example.
  • the temperature sensor 1 comprises a reinforcing tube 9 surrounding the insulating sheath 7.
  • the reinforcing tube 9 extends along the insulating sheath 7 in the direction of the protective casing 26 from a part front end 10 of the reinforcing tube 9 located near the closed end 8 of the insulating sheath 7 to a rear end portion 11 January.
  • the reinforcing tube 9 surrounds the insulating sheath 7 partially, that is to say that it does not surround it throughout its length.
  • the metal wires 3 comprise a portion of metal wires 3 extending out of the open end 13 of the insulating sheath 7.
  • This portion of metal wire 3 is not surrounded by the insulating sheath 7 and is connected to two electrical connection elements 18 of the protective housing 26.
  • the two electrical connection elements 18 may be lugs or a single solder, for example.
  • FIG. 1 describes a particular embodiment in which the temperature sensor 1 comprises a connecting element 19 which is fixed to the open end 1 3 of the insulating sheath 7, situated in the vicinity of the protective casing 26.
  • the protective housing 26 of the temperature sensor 1 is intended to receive a connector of a vehicle 20 which is connected to an electronic control device (not shown).
  • the temperature sensor 1 comprises a fixing means 21 intended to be fixed on a wall of the engine of the vehicle (not shown). This wall delimits a medium whose temperature is sought to be known.
  • the wall may be a wall of a conduit of a combustion gas exhaust system, for example.
  • the fastening means 21 is fixed to the reinforcing tube 9.
  • the fixing means 21 surrounds a portion of the reinforcing tube 9.
  • the fastening means 21 comprises a central channel 23 through which the reinforcing tube 9 surrounds the insulating sheath 7.
  • the fastening means 21 separates the closed end 8 from the open end 1 3 of the insulating sheath 7.
  • the closed end 8 of the insulating sheath 7 is located in the environment of the engine for which it is desired to obtain the temperature T1, this environment being in contact with gases hot exhaust, for example.
  • the open end 13 of the insulating sheath 7 is placed outside this environment.
  • the fastening means 21 forms a seal between the engine environment and the outside.
  • the fastening means 21 may comprise a stop 24 at its lower part and a clamping means such as a screw 25 for clamping the abutment 24 against a bearing surface of the wall defining the medium to be measured.
  • the screw 25 is located above the abutment 24 and is free to rotate and translate around the protective envelope 3.
  • the screw 25 can be fixed to the stop 24.
  • the rear end portion 1 1 of the reinforcing tube 9 is fixed around the insulating sheath 7 by a first attachment 12 obtained by welding or brazing.
  • the solder or solder is made continuously around the insulating sheath 7. This provides a seal between the reinforcing tube 9 and the insulating sheath 7 which is not subjected to thermal stresses.
  • the welding can be performed by laser, for example.
  • the front end portion 10 of the reinforcing tube 9 is fixed around the insulating sheath 7 by a second fastener 14 obtained by welding or brazing.
  • the welding can be performed by laser, for example.
  • the second attachment 14 for fixing the front end portion 10 of the reinforcing tube 9 around the insulating sheath 7 is obtained by shaping.
  • the second attachment 14 can be obtained by crimping or rolling.
  • the crimping or rolling is carried out continuously around the insulating sheath 7.
  • This solution is preferred to the solution of welding the front end portion of the reinforcing tube to the insulating sheath.
  • the conformation limits the possibility of flapping of the reinforcing tube relative to the insulating sheath while allowing a slight sliding of the parts relative to each other.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a temperature sensor 1 for a motor vehicle as defined above.
  • the manufacturing method comprises a step of supplying this temperature sensor 1 and a soldering or brazing step of the rear end portion 11 of the reinforcing tube 9 around the insulating sheath 7.
  • the manufacturing method comprises a soldering or brazing step of the front end portion 10 of the reinforcing tube 9 around the insulating sheath 7.
  • the manufacturing method comprises a step of shaping the front end portion 10 of the reinforcing tube 9 around the insulating sheath 7.
  • the shaping step consists of a step of crimping or rolling the front end portion 10 of the reinforcing tube 9 around the insulating sheath 7.

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 et son procédé de fabrication. Le capteur de température (1) comprend: - un thermocouple (2) comportant deux fils métalliques (3) soudés entre eux à une première extrémité (4) formant une soudure chaude pour mesurer une température T1 dans le véhicule automobile, lesdits deux fils métalliques (3) comportant chacun une deuxième extrémité (5) connectée électriquement à un dispositif électronique, - une gaine isolante (7) comportant une extrémité fermée (8) dans laquelle est logée la première extrémité (4) des deux fils métalliques (3) et entourant lesdits fils métalliques (3), et - un tube de renfort (9) entourant la gaine isolante (7) et se prolongeant le long de cette dernière en direction du connecteur électrique depuis une partie d'extrémité avant (10) du tube de renfort (9) située à proximité de l'extrémité fermée (8) de la gaine isolante (7) jusqu'à une partie d'extrémité arrière (11). Selon l'invention, la partie d'extrémité arrière (11) du tube de renfort (9) est fixée à la gaine isolante (7) par une première fixation (12) obtenue par soudure ou brasure.

Description

THERMOCOUPLE AVEC TUBE DE RENFORT
La présente invention concerne un capteur de température, notamment pour mesurer des températures élevées, par exemple supérieures à 900°C, voire à 1000°C, et son procédé de fabrication.
L'invention s'applique en particulier aux capteurs de température adaptés pour mesurer la température des gaz échappement de véhicules automobiles.
Ces capteurs peuvent comprendre un thermocouple pour mesurer les hautes températures.
Les thermocouples fournissent 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 la 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 T0.
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 proportionnelle à 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 T0.
En connaissant la température de référence T0 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 des deux fils métalliques du thermocouple est logée dans une extrémité fermée d'une gaine isolante.
La gaine isolante comprend un cœur minéral entouré par une enveloppe métallique. La gaine isolante entoure les fils métalliques.
Le capteur de température comprend un tube de renfort entourant la gaine isolante. Le tube de renfort se prolonge le long de la gaine isolante depuis une partie d'extrémité avant située à proximité de l'extrémité fermée de la gaine isolante jusqu'à une partie d'extrémité arrière.
La fixation entre la gaine isolante minérale et le tube de renfort peut avoir un impact majeur sur la robustesse du capteur de température. Cette liaison est souvent réalisée par une soudure ou un brasage. Plus précisément, c'est la partie d'extrémité avant du tube de renfort qui est soudée à la gaine isolante.
L'extrémité fermée de la gaine isolante est immergée dans le système d'échappement et subit des sollicitations mécaniques et thermiques très fortes. L'accélération lors des vibrations peut atteindre 400 m/s2 et la température peut atteindre 1200 °C. Le gradient thermique peut être de l'ordre de 1500 °C/s.
Ces contraintes mécaniques et thermiques sont susceptibles de fragiliser la soudure et d'entraîner un disfonctionnement du capteur de température.
De plus, un défaut dans la soudure peut entraîner une fuite des gaz d'échappement à l'extérieur du moteur en traversant le capteur de température.
L'invention a donc pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur en proposant un capteur de température plus robuste, permettant de mieux résister à ces contraintes sévères de vibrations et de températures.
L'invention concerne un capteur de température pour véhicule automobile comprenant :
un thermocouple comportant deux fils métalliques soudés entre eux à une première extrémité formant une soudure chaude pour mesurer une température T1 dans le véhicule automobile, lesdits deux fils métalliques comportant chacun une deuxième extrémité connectée électriquement à un dispositif électronique permettant l'acquisition et le traitement du signal.
une gaine isolante comportant une extrémité fermée dans laquelle est logée la première extrémité des deux fils métalliques et entourant lesdits fils métalliques, et
un tube de renfort entourant la gaine isolante et se prolongeant le long de cette dernière en direction du connecteur électrique depuis une partie d'extrémité avant du tube de renfort située à proximité de l'extrémité fermée de la gaine isolante jusqu'à une partie d'extrémité arrière.
Selon l'invention, la partie d'extrémité arrière du tube de renfort est fixée à la gaine isolante par une première fixation obtenue par soudure ou brasure.
L'invention fournit ainsi un capteur de température destiné à mesurer des températures supérieures à 900°C plus robuste, permettant de mieux résister à ces contraintes sévères de vibrations et de températures.
La réalisation de la soudure à l'arrière du capteur de température présente plusieurs avantages.
Cette soudure n'est pas soumise à des contraintes thermiques aussi fortes que celles subies au niveau de la partie avant du capteur qui est placée dans la ligne d'échappement. Les gradients thermiques sont à même de fragiliser une soudure placée à l'avant du capteur, ce qui pourra entraîner un défaut de fonctionnement majeur sur le capteur.
Le capteur de l'invention est mécaniquement plus robuste car les sollicitations mécaniques sur la soudure sont évitées. La partie avant du capteur située dans la ligne d'échappement est exposée à des pulsations de gaz d'échappement provenant des cylindres du moteur.
Cette soudure assure également l'étanchéité entre l'intérieur du moteur et l'extérieur afin de ne pas laisser les gaz d'échappement traverser le capteur pour s'échapper vers l'extérieur du moteur.
Selon un mode de réalisation possible, la partie d'extrémité avant du tube de renfort est fixée autour de la gaine isolante par une deuxième fixation obtenue par soudure ou brasure.
L'invention permet de limiter le phénomène de battement de l'ensemble formé par le thermocouple et de la gaine isolante, à l'intérieur du tube de renfort. La deuxième soudure à l'avant du capteur de température n'a pas une contrainte d'étanchéité, étant donné que l'étanchéité est assurée par la première soudure à l'arrière du capteur de température. Par conséquent, la fissuration ou la dégradation de la qualité de cette deuxième soudure n'entraine pas de problème d'étanchéité, ni de maintien mécanique.
Selon un autre mode de réalisation possible, la partie d'extrémité avant du tube de renfort est fixée autour de la gaine isolante par une deuxième fixation obtenue par conformage.
La deuxième fixation peut être obtenue au moyen d'un sertissage ou d'un roulage.
Le capteur de température comprend un moyen de fixation entourant une portion du tube de renfort et destiné à fixer le capteur de température sur une paroi du véhicule automobile. Le moyen de fixation sépare la première fixation de la deuxième fixation de façon étanche.
Cette solution est préférée à la solution consistant à souder la partie d'extrémité avant du tube de renfort à la gaine isolante.
En effet une soudure constitue une liaison rigide qui lie deux éléments.
Cependant, les deux éléments (gaine isolante et tube de renfort) peuvent se dilater de manière non uniforme pour deux raisons.
Premièrement, l'utilisation de deux matériaux différents pour fabriquer la gaine isolante et le tube de renfort entraine deux coefficients de dilatation thermique différents.
Le choix des matériaux est réalisé par rapport aux fonctions de chaque composant. Pour l'ensemble formé du thermocouple et de la gaine isolante, on privilégie un matériau qui assure la stabilité de la mesure de température à long terme. Pour le tube de renfort, les propriétés mécaniques (surtout à haute température) sont déterminantes.
Deuxièmement, même s'il est choisi deux matériaux identiques ou proches, une répartition différente des températures peut conduire à une dilatation différente des deux composants. Une différence de dilatation crée une contrainte qui augmente avec la distance entre deux points de fixation rigides. Cette contrainte peut fragiliser les deux soudures et dans la suite (couplé avec des sollicitations environnementales décrites précédemment) provoquer une fissuration ou dégradation de la soudure.
Ce conformage, parce qu'il autorise un jeu mécanique, limite donc la possibilité de battement tout en permettant un léger glissement des pièces l'une par rapport à l'autre. Ceci permet d'éviter la création de contraintes mécaniques.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un capteur de température pour véhicule automobile tel que défini précédemment. Le procédé comprend une étape de fourniture du capteur de température comprenant:
- un thermocouple comportant deux fils métalliques soudés entre eux à une première extrémité formant une soudure chaude pour mesurer une température T1 dans le véhicule automobile. Les deux fils métalliques comportent chacun une deuxième extrémité connectée électriquement à un dispositif électronique permettant l'acquisition et le traitement du signal.
- une gaine isolante comportant une extrémité fermée dans laquelle est logée la première extrémité des deux fils métalliques et entourant lesdits fils métalliques,
- un tube de renfort entourant la gaine isolante et se prolongeant le long de cette dernière en direction du connecteur électrique depuis une partie d'extrémité avant située à proximité de l'extrémité fermée de la gaine isolante jusqu'à une partie d'extrémité arrière.
Selon l'invention, le procédé comprend une étape de soudure ou de brasure de la partie d'extrémité arrière du tube de renfort autour de la gaine isolante.
Le procédé de fabrication peut en outre comprendre une ou plusieurs étapes suivantes, prises séparément ou en combinaison :
- le procédé de fabrication comprend une étape de soudure ou de brasure de la partie d'extrémité avant du tube de renfort autour de la gaine isolante ;
- le procédé de fabrication comprend une étape de conformage de la partie d'extrémité avant du tube de renfort autour de la gaine isolante ;
- l'étape de conformage consiste en une étape de sertissage de la partie d'extrémité avant du tube de renfort autour de la gaine isolante ;
- l'étape de conformage consiste en une étape de roulage de la partie d'extrémité avant du tube de renfort autour de la gaine isolante.
Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une coupe longitudinale d'un capteur de température selon l'invention;
la figure 2 représente le détail de la gaine de protection et du tube de renfort de ce capteur de température;
La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un capteur de température 1 pour véhicule automobile selon l'invention.
Ce capteur de température 1 comprend un thermocouple 2 comportant deux fils métalliques 3 soudés entre eux à une première extrémité 4 formant une soudure chaude pour mesurer une température T1 dans le moteur d'un véhicule automobile. Les deux fils métalliques 3 comportent chacun une deuxième extrémité 5 connectée électriquement à un dispositif électronique 6 permettant l'acquisition et le traitement du signal .
La température T1 correspond à la température du milieu à mesurer dans le moteur. Les fils métalliques 3 sont constitués de deux métaux différents, comme par exemple un couple de métaux Nisil/Nicrosil. Le thermocouple 2 est de type J, K, T, R, S, N, par exemple.
La deuxième extrémité 5 des deux fils métalliques 3 est connectée électriquement à un voltmètre mesurant la tension entre les deux deuxièmes extrémités 5.
En connaissant la température de référence T0 à un point froid distant du point chaud, et la tension aux deuxièmes extrémités 5 des fils métalliques 3 du thermocouple 2, 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 gaine isolante 7 comportant une extrémité fermée 8 dans laquelle est logée la première extrémité 4 des deux fils métalliques 3. La gaine isolante 7 entoure les deux fils métalliques 3.
La gaine isolante 7 comprend également une extrémité ouverte 13 par laquelle ressortent les deux fils métalliques 3 du thermocouple 2 pour se connecter au dispositif électronique 6 logé dans un boîtier de protection 26.
La gaine isolante 7 entoure les deux fils métalliques 3 depuis son extrémité fermée 8 (ou la première extrémité 4 des fils métalliques 3) jusqu'à une partie d'extrémité supérieure 10 de la gaine isolante 7 située au voisinage du boîtier de protection 26.
Les deux fils métalliques 3 sont entourés et maintenus dans la gaine isolante 7 qui présente deux canaux de passage (non représentés) associé à chacun des fils métalliques 3 de sorte que les deux fils métalliques 3 soient isolés entre eux et maintenus par la gaine isolante 7.
La gaine isolante 7 est par exemple de forme générale allongée selon une direction longitudinale correspondant à la direction longitudinale des deux fils métalliques 3. Cette gaine isolante 7 peut présenter une forme générale cylindrique.
À titre d'exemple, la gaine isolante 7 présente un cœur 15 en matière céramique électriquement isolant et résistante à la chaleur, qui est entouré par une couche externe 16 en acier réfractaire résistant à des températures élevées, tel qu'un alliage de chrome, de nickel et de fer du type Inconel® (marque déposée). La couche externe 16 peut être en acier inoxydable (31 OS), par exemple. Le cœur 15 de la gaine isolante 7 peut être en magnésie ou alumine, par exemple.
Comme illustré sur les figures 1 et 2, le capteur de température 1 comprend un tube de renfort 9 entourant la gaine isolante 7. Le tube de renfort 9 se prolonge le long de la gaine isolante 7 en direction du boîtier de protection 26 depuis une partie d'extrémité avant 10 du tube de renfort 9 située à proximité de l'extrémité fermée 8 de la gaine isolante 7 jusqu'à une partie d'extrémité arrière 1 1 . Le tube de renfort 9 entoure la gaine isolante 7 partiellement, c'est-à-dire qu'elle ne l'entoure pas sur toute sa longueur.
Comme illustré sur la figure 1 , les fils métalliques 3 comprennent une portion de fils métalliques 3 s'étendant hors de l'extrémité ouverte 13 de la gaine isolante 7.
Cette portion de fils métalliques 3 n'est pas entourée par la gaine isolante 7 et est connectée à deux éléments de liaison électrique 18 du boîtier de protection 26
Les deux éléments de liaison électrique 18 peuvent être des cosses ou une soudure simple, par exemple.
La figure 1 décrit un mode particulier dans lequel le capteur de température 1 comprend un élément de jonction 19 qui est fixé à l'extrémité ouverte 1 3 de la gaine isolante 7, située au voisinage du boîtier de protection 26.
D'autres modes de réalisation plus classiques sont également possibles.
Le boîtier de protection 26 du capteur de température 1 est destiné à recevoir un connecteur d'un véhicule 20 qui est relié à un dispositif électronique de contrôle (non représenté).
Le capteur de température 1 comprend un moyen de fixation 21 destiné à être fixé sur une paroi du moteur du véhicule (non présenté). 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 21 est fixé au tube de renfort 9.
Le moyen de fixation 21 entoure une portion du tube de renfort 9. Le moyen de fixation 21 comprend un canal central 23 traversé par le tube de renfort 9 entourant la gaine isolante 7.
Le moyen de fixation 21 sépare l'extrémité fermée 8 de l'extrémité ouverte 1 3 de la gaine isolante 7.
Lorsque le capteur de température 1 est fixé sur la paroi du véhicule, l'extrémité fermée 8 de la gaine isolante 7 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.
L'extrémité ouverte 13 de la gaine isolante 7 est placée à l'extérieur de cet environnement.
Le moyen de fixation 21 forme une étanchéité entre l'environnement du moteur et l'extérieur.
Le moyen de fixation 21 peut comporter une butée 24 à sa partie inférieure et un moyen de serrage tel qu'une vis 25 pour serrer la butée 24 contre une surface d'appui de la paroi délimitant le milieu à mesurer. La vis 25 se situe au-dessus de la butée 24 et est libre en rotation et translation autour de l'enveloppe de protection 3.
En variante, la vis 25 peut être fixée à la butée 24.
Selon l'invention, la partie d'extrémité arrière 1 1 du tube de renfort 9 est fixée autour de la gaine isolante 7 par une première fixation 12 obtenue par soudure ou brasure. La soudure ou brasure est réalisée de façon continue autour de la gaine isolante 7. Ceci permet d'obtenir une étanchéité entre le tube de renfort 9 et la gaine isolante 7 qui n'est pas soumise à des contraintes thermiques. La soudure peut être réalisée par laser, par exemple.
Selon un mode de réalisation possible, la partie d'extrémité avant 10 du tube de renfort 9 est fixée autour de la gaine isolante 7 par une deuxième fixation 14 obtenue par soudure ou brasure. La soudure peut être réalisée par laser, par exemple.
Selon un mode de réalisation préférée, la deuxième fixation 14 permettant de fixer la partie d'extrémité avant 10 du tube de renfort 9 autour de la gaine isolante 7 est obtenue par conformage.
La deuxième fixation 14 peut être obtenue au moyen d'un sertissage ou d'un roulage. Le sertissage ou le roulage est réalisé de façon continue autour de la gaine isolante 7.
Cette solution est préférée à la solution consistant à souder la partie d'extrémité avant du tube de renfort à la gaine isolante.
En effet, le conformage limite la possibilité de battement du tube de renfort par rapport à la gaine isolante tout en permettant un léger glissement des pièces l'une par rapport à l'autre.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un capteur de température 1 pour véhicule automobile tel que défini précédemment.
Le procédé de fabrication comprend une étape de fourniture de ce capteur de température 1 et une étape de soudure ou de brasure de la partie d'extrémité arrière 1 1 du tube de renfort 9 autour de la gaine isolante 7.
Selon un mode de réalisation possible, le procédé de fabrication comprend une étape de soudure ou de brasure de la partie d'extrémité avant 10 du tube de renfort 9 autour de la gaine isolante 7.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de fabrication comprend une étape de conformage de la partie d'extrémité avant 10 du tube de renfort 9 autour de la gaine isolante 7.
L'étape de conformage consiste en une étape de sertissage ou de roulage de la partie d'extrémité avant 10 du tube de renfort 9 autour de la gaine isolante 7.

Claims

REVENDICATIONS
1 Capteur de température (1 ) pour véhicule automobile comprenant
- un thermocouple (2) comportant deux fils métalliques (3) soudés entre eux à une première extrémité (4) formant une soudure chaude pour mesurer une température T1 dans le véhicule automobile, lesdits deux fils métalliques (3) comportant chacun une deuxième extrémité (5) connectée électriquement à un dispositif électronique (6),
- une gaine isolante (7) comportant une extrémité fermée (8) dans laquelle est logée la première extrémité (4) des deux fils métalliques (3) et entourant lesdits fils métalliques (3),
- un tube de renfort (9) entourant la gaine isolante (7) et se prolongeant le long de cette dernière en direction du dispositif électronique (6) depuis une partie d'extrémité avant (10) du tube de renfort (9) située à proximité de l'extrémité fermée (8) de la gaine isolante (7) jusqu'à une partie d'extrémité arrière (1 1 ), caractérisé en ce que :
- la partie d'extrémité arrière (1 1 ) du tube de renfort (9) est fixée autour de la gaine isolante (7) par une première fixation (12) obtenue par soudure ou brasure.
2. Capteur de température (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la partie d'extrémité avant (10) du tube de renfort (9) est fixée autour de la gaine isolante (7) par une deuxième fixation (14) obtenue par conformage.
3. Capteur de température (1 ) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la deuxième fixation (14) est obtenue au moyen d'un sertissage ou d'un roulage.
4. Capteur de température (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la partie d'extrémité avant (10) du tube de renfort (9) est fixée autour de la gaine isolante (7) par une deuxième fixation (14) obtenue par soudure ou brasure.
5. Capteur de température (1 ) selon l'une quelconques des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de fixation (21 ) entourant une portion du tube de renfort (9) et destiné à fixer le capteur de température (1 ) sur une paroi du véhicule automobile, ledit moyen de fixation (21 ) séparant la première fixation (12) de la deuxième fixation (14) de façon étanche.
6. Procédé de fabrication d'un capteur de température (1 ) pour véhicule automobile tel que défini par la revendication 1 , ledit procédé comprenant une étape de fourniture dudit capteur de température (1 ) comprenant:
- un thermocouple (2) comportant deux fils métalliques (3) soudés entre eux à une première extrémité (4) formant une soudure chaude pour mesurer une température T1 dans le véhicule automobile, lesdits deux fils métalliques (3) comportant chacun une deuxième extrémité (5) connectée électriquement à un dispositif électronique (6),
- une gaine isolante (7) comportant une extrémité fermée (8) dans laquelle est logée la première extrémité (4) des deux fils métalliques (3) et entourant lesdits fils métalliques (3),
- un tube de renfort (9) entourant la gaine isolante (7) et se prolongeant le long de cette dernière depuis une partie d'extrémité avant (10) située à proximité de l'extrémité fermée (8) de la gaine isolante (7) jusqu'à une partie d'extrémité arrière (1 1 ), caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de soudure ou de brasure de la partie d'extrémité arrière (1 1 ) du tube de renfort (9) autour de la gaine isolante (7).
7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de soudure ou de brasure de la partie d'extrémité avant (10) du tube de renfort (9) autour de la gaine isolante (7).
8. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de conformage de la partie d'extrémité avant (10) du tube de renfort (9) autour de la gaine isolante (7).
9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de conformage consiste en une étape de sertissage de la partie d'extrémité avant (10) du tube de renfort (9) autour de la gaine isolante (7).
10. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de conformage consiste en une étape de roulage de la partie d'extrémité avant (10) du tube de renfort (9) autour de la gaine isolante (7).
PCT/FR2016/053417 2015-12-18 2016-12-14 Thermocouple avec tube de renfort Ceased WO2017103469A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1562792A FR3045820B1 (fr) 2015-12-18 2015-12-18 Thermocouple avec tube de renfort
FR1562792 2015-12-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017103469A1 true WO2017103469A1 (fr) 2017-06-22

Family

ID=55236804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2016/053417 Ceased WO2017103469A1 (fr) 2015-12-18 2016-12-14 Thermocouple avec tube de renfort

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3045820B1 (fr)
WO (1) WO2017103469A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3454026A1 (fr) * 2017-09-12 2019-03-13 Endress+Hauser Wetzer GmbH+CO. KG Ensemble de détection à haute résistance aux milieux agressifs
CN113227734A (zh) * 2018-11-08 2021-08-06 Sc2N公司 具有防旋转止动件的温度传感器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1000462A (en) * 1963-05-30 1965-08-04 British Insulated Callenders Improvements in or relating to mineral insulated thermocouple cables
EP2141470A1 (fr) * 2007-04-16 2010-01-06 Denso Corporation Sonde thermométrique
DE102011112876B3 (de) * 2011-07-11 2012-12-06 Tesona Gmbh & Co. Kg Hochtemperaturmesssensoranordnung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1000462A (en) * 1963-05-30 1965-08-04 British Insulated Callenders Improvements in or relating to mineral insulated thermocouple cables
EP2141470A1 (fr) * 2007-04-16 2010-01-06 Denso Corporation Sonde thermométrique
DE102011112876B3 (de) * 2011-07-11 2012-12-06 Tesona Gmbh & Co. Kg Hochtemperaturmesssensoranordnung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3454026A1 (fr) * 2017-09-12 2019-03-13 Endress+Hauser Wetzer GmbH+CO. KG Ensemble de détection à haute résistance aux milieux agressifs
CN113227734A (zh) * 2018-11-08 2021-08-06 Sc2N公司 具有防旋转止动件的温度传感器

Also Published As

Publication number Publication date
FR3045820B1 (fr) 2018-02-02
FR3045820A1 (fr) 2017-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2822542A1 (fr) Capteur de temperature et procede pour sa fabrication
FR2839152A1 (fr) Capteur de presion avec une membrane resistant a la corrosion
FR2778984A1 (fr) Capteur de temperature de type thermistance
FR2513759A1 (fr) Instrument a thermocouple
WO2013140066A1 (fr) Capteur de temperature
FR2659445A1 (fr) Element sensible a la temperature, et sonde de mesure comportant un tel element.
FR2858053A1 (fr) Capteur de pression pour chambre de combustion, comportant une membrane metallique munie d'une couche metallique mince piezoresistive
FR3016695B1 (fr) Capteur de temperature pour temperature elevee
WO2017103469A1 (fr) Thermocouple avec tube de renfort
FR3028947A1 (fr) Capteur de temperature
WO2020193597A1 (fr) Boitier de protection pour capteur de température de véhicule
WO2020094833A1 (fr) Capteur de temperature avec butee anti-rotation
FR3074578A1 (fr) Capteur hautes temperatures comprenant un thermocouple avec plusieurs jonctions chaudes
FR2864243A1 (fr) Detecteur de gaz
WO2018002546A1 (fr) Thermocouple avec protection de la jonction chaude
EP3949026B1 (fr) Capteur de température pour moteur de véhicule et procédé de fabrication d'un tel capteur
WO2016170267A1 (fr) Capteur hautes temperatures avec connecteur integre
FR2958037A1 (fr) Capteur de temperature
FR2911177A1 (fr) Dispositif de fixation d'au moins un element en fonte d'un radiateur a un support
EP2659247A1 (fr) Dispositif de mesure de température pour conduite de gaz reliée à un moteur thermique de véhicule automobile, moteur thermique et véhicule équipés dudit dispositif
FR2995011A1 (fr) Systeme de protection thermique pour un dispositif de traitement des gaz d'echappement.
FR2984494A1 (fr) Capteur de temperature
FR3045818A1 (fr) Capteur hautes temperatures avec cavite pour materiau d'etancheite
FR3075955A1 (fr) Capteur hautes temperatures avec capuchon en ceramique fritte
FR3030733A1 (fr) Capteur de temperature

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16825842

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16825842

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1