| JP60060546 | OVERHEAT PART DETECTOR |
| JP61086624 | ABNORMAL TEMPERATURE DETECTING METHOD OF ELECTRIC POWER CABLE |
| JP56107137 | TEMPERATURE DETECTOR |
| 1. | Dispositif de détection du franchissement d'au moins un seuil de température comportant un élément (1, 8, 16, 19, 23, 28, 28', 28") en alliage à mémoire de forme ayant une zone de transition entre un premier état structural à basse température et un second état structu¬ ral à haute température qui s'étend sur une plage de tem¬ pératures dans laquelle se situe le seuil de température à détecter et présentant une configuration géométrique susceptible d'évoluer en fonction de la température à l'intérieur de la zone de transition, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un moyen (2, 4, 6, 9, 17a, 17b, 17c, 14, 25a, 25b, 20a, 20b, 20c, 29, 29' ) de repé¬ rage de franchissement du seuil de température en relation d'actionnement avec l'élément en alliage à mémoire de forme (1, 8, 13, 16, 19, 23, 28, 28', 28" ) et assurant une retenue de l'élément en alliage à mémoire de forme dans une configuration géométrique déterminée jusqu'au fran¬ chissement du seuil de température, de manière à traduire visuellement par une modification irréversible de sa configuration, le franchissement du seuil de température, sous l'effet d'un changement de forme de l'élément en al¬ liage à mémoire de forme (1, 8, 13, 16, 19, 23, 28, 28', 28" ). 2. |
| 2. | Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de repérage et de retenue (2, 4, 6, 9, 14, 17a, 17b, 17c, 20a, 20b, 20c, 29, 29' ) subit une rupture au niveau du seuil de température. |
| 3. | Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément (1) en alliage à mémoire de forme est constitué par une portion de bande plate courbée dans sa configuration à basse température et que l'élément de repérage et de retenue (2, 4) de l'élé¬ ment en alliage à mémoire de forme ( 1 ) dans sa configura tion à basse température est fixé aux extrémités de l'élé ment ( 1 ) en alliage à mémoire de forme dans sa configura¬ tion à basse température. |
| 4. | Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de repérage et de retenue est constitué par une bande ( 2 ) . |
| 5. | Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de repérage et de retenue est constitué par un fil (4). |
| 6. | Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément en alliage à mémoire de forme est constitué par une bande plate de forme courbe dans sa configuration à basse température et que l'élément de repérage et de retenue est constitué par une pièce ( 6 ) en matière céramique dans laquelle est logé l'élément en alliage à mémoire de forme. |
| 7. | Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément (8) en alliage à mémoire de forme est constitué par une lame plate présen¬ tant une forme courbe à haute température, l'élément de repérage ( 9 ) étant constitué par une plaque plane en matériau céramique accolée à l'élément en alliage à mémoire de forme (8) à basse température. |
| 8. | Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément (16) en alliage à mémoire de forme présente la forme d'un étrier dans sa configuration à basse température et que les moyens de repérage et de retenue (17a, 17b, 17c) sont constitués par au moins un fil fixé à chacune des branches de l'élément (16) en forme d 'étrier dans sa configuration à basse température. |
| 9. | Dispositif de détection suivant la revendi¬ cation 2, caractérisé par le fait que l'élément (19) en alliage à mémoire de forme est constitué par un fil enroulé sous la forme d'un ressort hélicoïdal et que le moyen de repérage et de retenue (20a, 20b, 20c) est cons titué par a'u moins un fil fixé sur les spires d'extrémité de l'élément (19) en forme de ressort hélicoïdal, de manière à maintenir l'élément (19) dans une forme compri¬ mée à basse température. 10. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de repérage (25a, 25b) est constitué par au moins un index mobile dans un support (24) par poussée sur cet index de l'élément en alliage à mémoire de forme (23). 11. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément (28, 28 ' ) en alliage à mémoire de forme est constitué par une bande repliée sur ellemême en forme de boucle dans sa configuration à basse température et maintenue dans cette configuration par une bande superposée (29, 29 ' ) comportant au moins un doigt de maintien (32a, 32b, 32c) venant en appui sur une partie d'extrémité de l'élément (28, 28' ) en alliage à mémoire de forme. |
| 10. | 12 Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux doigts (32a, 32b, 32c) en appui sur une zone d'extrémité de l'élément (28, 28 ' ) en alliage à mémoire de forme, à des distances différentes d'un bord de l'élément en alliage à mémoire de forme (28, 28 ' ) . 13. |
| 11. | Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué par une portion de bande (28") en alliage à mémoire de forme repliée sur ellemême dans sa configuration à basse température pour constituer une boucle et que le moyen de repérage (32"a) est constitué par au moins un doigt d'appui découpé dans la bande à mémoire de forme. |
| 12. | Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il comporte une enveloppe ( 24, 34) au moins partiellement transparente ayant une conductibilité thermique ajustée ~D dans laquelle sont disposés l'élément en alliage à mémoire de forme (23, 35 ) et le moyen de repérage (25a, 25b). |
L'invention concerne un dispositif de détection du franchissement d'au moins un seuil de température comportant un élément en alliage à mémoire de forme.
Pour assurer une conservation de longue durée de certains produits, il peut être nécessaire de maintenir ces produits en-dessous d'une température de conservation bien définie.
En particulier, des produits surgelés destinés à la consommation alimentaire doivent être maintenus en- dessous d'une température de stockage dans toutes les étapes de transport ou de conservation de ces produits entre leur mise à l'état surgelé et l'utilisation par le consommateur.
De même, la conservation des prélèvements san- guins doit être effectuée de manière telle qu'à aucun moment la température du prélèvement sanguin ne dépasse un certain seuil assurant une parfaite conservation pendant une longue durée.
Les conditions de conservation des produits alimentaires ou des prélèvements sanguins sont régies par une législation ou une réglementation particulière dans les différents pays. Les conditions de conservation exigées par les différentes législations ou réglementa¬ tions dépendent en particulier de la nature des produits conservés.
Dans tous les cas, il est nécessaire de pouvoir vérifier très facilement et très rapidement si les condi¬ tions thermiques de stockage et de manutention du produit ont été satisfaisantes ; par exemple, dans le cas des produits alimentaires, on doit vérifier, chez le détail¬ lant ou le consommateur final, si le produit n'est jamais sorti de la chaîne du froid entre son conditionnement à l'état surgelé et sa mise à la disposition du détaillant ou de l'utilisateur. T RÈGLE 26
'De manière plus générale, il peut être nécessai¬ re, dans le cadre de certaines activités, de vérifier qu'un produit a bien été porté à une température supé¬ rieure ou inférieure à une certaine limite déterminée. Il en est ainsi par exemple dans le cas de la stérilisation d'instruments à usage médical, chirurgical ou dentaire.
Généralement, les produits ou objets dont on réalise la conservation ou le traitement sont placés à l'intérieur d'une enveloppe qui assure leur protection contre le milieu extérieur.
Il est apparu, depuis quelques années, la nécessité de disposer de thermomarqueurs permettant de déterminer de manière sûre et immédiate, par simple examen visuel, si la température d'un produit ou objet contenu dans une enveloppe n'a franchi à aucun moment un seuil de température prohibé ou au contraire, si un seuil requis de température a bien été franchi à un certain moment par ce produit ou objet.
Dans le numéro du 6 septembre 1989 de la revue "Les Echos Industrie" consacré à l'utilisation des allia¬ ges à mémoire de forme, on a décrit divers types de ther¬ momarqueurs qui ont comme point commun d'utiliser un élé¬ ment en alliage à mémoire de forme.
C'est ainsi que dans un article ayant pour titre "Des mouchards pour chaîne du froid", à la page 20 de la revue précitée, on a décrit un dispositif comportant un petit ressort en alliage à mémoire de forme qui réagit aux variations de température et qui coopère avec un mécanisme permettant de faire apparaître dans un chargeur une bille d'une certaine couleur, lorsqu'il se contracte à basse température et une bille d'une couleur différente lors¬ qu'il se détend sous l'effet d'un réchauffement prolongé. Ce dispositif qui nécessite d'adjoindre au ressort en alliage à mémoire de forme un mécanisme assurant le passage des billes dans le chargeur est relativement
complexe et coûteux. Son utilisation est donc réservée à des produits de haute valeur tels que par exemple le sang et ses dérivés.
Dans le même article de la revue, il est égale- ment indiqué que le déposant de la présente demande de brevet avait conçu un thermomarqueur de très faibles dimensions et à faible coût destiné à être fixé directe¬ ment sur l'emballage d'un produit dont on assure la conservation. Les dispositifs connus envisagés dans cet article utilisent un changement de forme de l'élément en alliage à mémoire de forme, dans un intervalle de tempéra¬ ture à l'intérieur duquel se trouve le seuil de tempéra¬ ture dont on cherche à détecter le franchissement. L'évaluation visuelle d'un simple changement de forme d'un élément en alliage à mémoire de forme ne permet cependant pas une détermination très précise et très sûre d'un franchissement d'un seuil de température, en particu¬ lier du fait que le changement de forme est progressif dans un intervalle de température qui peut être de plu¬ sieurs dizaines de degrés.
En effet, les alliages à mémoire de forme qui peuvent être constitués par exemple sous la forme d'un alliage métallique tel qu'un alliage ternaire cuivre- zinc-aluminium ou un alliage binaire nickel-titane ont la propriété de comporter une transition de phase pour passer d'un premier état structural à basse température, généra¬ lement appelé structure martensitique, à un second état structural à haute température, appelé structure austéni- tique. Cette transformation de phase se produit dans un intervalle de température qui peut être relativement étendu et qui peut être caractérisé par des points de transformation au chauffage et au refroidissement de 1 ' alliage.
Par exemple, lorsqu'on réchauffe un alliage à mémoire de forme, depuis une température inférieure à son point de transformation le plus bas désigné comme point de fin de transformation en artensite (M f ) , l'alliage reste en phase totalement martensi ique jusqu'à un point de début de transformation austénitique (A s ) . L'alliage subit alors une transformation progressive d'un état totalement martensitique à un état totalement austénitique qui est atteint pour une température de fin de transformation en austénite (A f ) .
Lorsqu'on refroidit l'alliage à partir d'une température égale ou supérieure à (A f ,, l'alliage reste en phase austénitique jusqu'à une température de début de transformation en martensite (M s ). La proportion de martensite dans l'alliage augmente ensuite progressivement depuis la température M ε jusqu'à la température (M £ ) à laquelle l'alliage est totalement sous forme de martensi¬ te.
Les points M f , A ε , A f et M 6 sont répartis dans un intervalle de température définissant la zone de transi¬ tion de l'alliage et la transformation présente une cer¬ taine hystérésis, les courbes de transformation au refroi¬ dissement et au réchauffage n'étant pas superposées.
Généralement, la phase martensitique d'un alliage à mémoire de forme présente une forte malléabilité et une faible limite élastique, à l'inverse de la phase austénitique.
Lorsqu'un élément en alliage à mémoire de forme a été élaboré de manière à présenter une configuration géométrique déterminée à haute température, au-dessus du point A ; , cet élément garde la mémoire de la forme qui lui a été donnée à haute température.
Dans le cas où 1 ' alliage est contraint ou déformé à basse température dans un état martensitique relativement malléable, au réchauffage, la configuration
géométrique de l'élément évolue progressivement entre la configuration géométrique à basse température et la configuration géométrique à haute température dont l'élé¬ ment a gardé la mémoire. Lorsqu'on refroidit à nouveau l'alliage à mémoire de forme, il garde la configuration géométrique qui lui a été donnée à haute température.
Avec certains types d'alliage à mémoire de forme, il est possible également "d'éduquer" l'élément en alliage à mémoire de forme, de manière qu'il puisse passer de manière réversible d'une première configuration géomé¬ trique à basse température à une seconde configuration géométrique à haute température, au cours de réchauffages et de refroidissements successifs.
Dans tous les cas, la configuration géométrique de l'élément en alliage à mémoire de forme est susceptible d'évoluer progressivement dans la zone de transition de 1 ' alliage.
Du fait de l'étendue de la zone de transition, suivant l'axe des températures et de l'hystérésis, il est extrêmement difficile de détecter le franchissement d'un seuil de température, par examen visuel de la forme d'un élément en alliage à mémoire de forme.
En effet, d'une part l'examen visuel ne permet qu'une évaluation approximative de la forme et d'autre part un changement de forme détecté ne traduit que le passage de la température de l'alliage à mémoire de forme à travers une zone de transition qui peut avoir une étendue importante.
L'examen visuel ne permet donc pas à 1 ' utilisa- teur de décider de manière très sûre si l'objet ou le produit a franchi une limite de température et les conclu¬ sions à en tirer, par exemple, dans le cas de produits alimentaires surgelés, si ces produits doivent être consommés immédiatement ou s'ils peuvent être stockés à basse température pour une longue durée.
Dans le US-A-3 440 997 est décrit un dispositif de détection de franchissement d'un seuil de température qui comporte un élément en alliage à mémoire de forme susceptible de passer d'une forme plate à une forme dans laquelle l'élément présente des parties relevées en forme de pointes. Une feuille recouvrant l'élément à mémoire de forme est percée par les pointes dans la seconde configu¬ ration de l'élément à mémoire de forme, de manière à rendre visible le franchissement de température dont on assure la détection. Un tel dispositif fonctionne dans une plage de température correspondant à la transformation de l'alliage à mémoire de forme.
On ne dispose donc pas d'un moyen de repérage très précis du franchissement d'une température bien définie. En outre, il est nécessaire d'adapter la composi¬ tion de l'alliage à mémoire de forme utilisée à l'utilisa¬ tion envisagée puisque la transformation de l'alliage est le seul phénomène déterminant le déplacement des pointes de perçage. Le but de 1 ' invention est donc de proposer un dispositif de détection du franchissement d'au moins un seuil de température comportant un élément en alliage à mémoire de forme ayant une zone de transition entre un premier état structural à basse température et un second état structural à haute température qui s'étend su-" une plage de températures dans laquelle se situe le seuil de température à détecter et présentant une configuration géométrique susceptible d'évoluer en fonction de la tempé¬ rature à l'intérieur de la zone de transition, ce disposi- tif d'une réalisation aisée permettant de déterminer de manière très simple et très sûre si le franchissement d'un seuil de température précis a eu lieu ou n'a pas eu lieu à un moment quelconque d'une opération de stockage, de transport ou de traitement .
Dans ce but, le dispositif suivant l'invention comporte un élément en alliage à mémoire de forme ayant une zone de transition entre un premier état structural à basse température et un second état structural à haute température qui s'étend sur une plage de températures dans laquelle se situe le seuil de température à détecter et présentant une configuration géométrique susceptible d'évoluer en fonction de la température à l'intérieur de la zone de transition, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un moyen de repérage de franchissement du seuil de température en relation d ' actionnement avec l'élément en alliage à mémoire de forme et assurant une retenue de l'élément en alliage à mémoire de forme dans une configuration géométrique déterminée jusqu'au fran- chissement du seuil de température, de manière à traduire visuellement par une modification irréversible de sa configuration, le franchissement du seuil de température, sous l'effet d'un changement de forme de l'élément en al¬ liage à mémoire de forme. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif de détec¬ tion suivant l'invention qui peut être utilisé en particu¬ lier pour le thermomarquage de produits alimentaires surgelés.
Les figures 1A et 1B sont des vues en perspec¬ tive du dispositif suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation, dans ses configurations respectives avant et après franchissement du seuil de température.
Les figures 2A et 2B sont relatives à une première variante du premier mode de réalisation.
Les figures 3A et 3B sont relatives à une seconde variante du premier mode de réalisation.
Les figures 4A et 4B sont relatives à un deuxiè¬ me mode de réalisation.
Les figures 5A et 5B sont relatives à un troi¬ sième mode de réalisation. Les figures 6A et 6B sont relatives à un qua¬ trième mode de réalisation.
Les figures 7A et 7B sont relatives à un cin¬ quième mode de réalisation.
Les figures 8A et 8B sont relatives à un sixième mode de réalisation.
Les figures 9A et 9B sont des vues en perspec¬ tive d'un dispositif suivant l'invention et suivant un septième mode de réalisation, dans deux configurations, respectivement à basse et à haute température. La figure 9C est une vue du dispositif de la figure 9D après franchissement d'un seuil de température. La figure 9D est relative à une première va¬ riante de réalisation du dispositif des figures 9A et 9B. La figure 9E est relative à une seconde variante de réalisation du dispositif des figures 9A et 9B.
La figure 10 est une vue en perspective d'un dispositif de détection suivant l'invention encapsulé dans une enveloppe transparente.
Sur les figures 1A et 1B, on voit un dispositif suivant l'invention comportant un élément en alliage à mémoire de forme 1 constitué par une portion de bande ou ruban plat et un élément de retenue et de marquage 2 cons¬ titué par une bande fixée à ses extrémités sur l'élément 1 en matériau à mémoire de forme. L'alliage à mémoire de forme constituant l'élé¬ ment 1 présente une zone de transition entre sa structure martensitique à basse température et sa structure austéni¬ tique à haute température s ' étendant sur une plage de températures à l'intérieur de laquelle se trouve une tem- pérature déterminée constituant le seuil de température
dont on désire détecter le franchissement. Cette tempéra¬ ture, dans le cas de thermomarquage de produits surgelés, peut être par exemple de -5°C.
Dans son état structural à basse température, l'alliage à mémoire de forme constituant l'élément 1 est relativement malléable, de sorte que la portion de bande ou ruban 1 peut être courbée, comme représenté sur la figure 1A. On réalise à une basse température, inférieure au seuil de température à détecter, la fixation d'une bande 2 par ses extrémités, sur les parties d'extrémité de la bande 1 dans sa configuration courbée, comme représenté sur la figure 1A.
La bande 2 est constituée par un matériau possédant une résistance suffisante pour assurer le maintien de l'élément 1 dans sa configuration courbée, à une température inférieure au seuil dont on détecte le franchissement.
L'élément 1 en matériau à mémoire de forme a été "éduqué" de manière à présenter une configuration géomé- trique à haute température sensiblement plane.
Lorsque la température du dispositif de détec¬ tion représenté sur la figure 1A et désigné de manière générale par le repère 3 s'élève, dans une zone correspon¬ dant à la zone de transition de l'alliage à mémoire de forme, l'élément 1 a tendance à se redresser pour revenir à sa forme plate mise en mémoire, de sorte qu'il exerce une traction croissante sur la bande de maintien et de marquage 2.
Lorsque la température du dispositif de détec- tion 3 atteint le seuil de température dont on détecte le franchissement, par exemple -5°C, la bande 2 subit une rupture du fait que sa limite de résistance en traction correspond précisément à la force de traction exercée entre les extrémités de l'élément 1, à la température du seuil dont on détecte le franchissement.
L'élément 1 peut alors se redresser pour prendre une forme tendant vers la forme plate, en fonction de la température à laquelle se trouve le dispositif de détec¬ tion 3, comme il est visible sur la figure 1B. Si la température redescend en-dessous du seuil, le dispositif 3 reste dans sa configuration représentée sur la figure 1B. Si l'élément 1 présente une certaine réversibilité, le franchissement du seuil de température est néanmoins parfaitement repéré par le fait que la bande 2 est déchirée de manière irréversible.
En présence du dispositif 3 qui peut être asso¬ cié à un produit ou un objet dont on assure la conserva¬ tion à basse température, on peut donc déterminer de manière très simple, rapide et certaine, si le produit ou objet a été réchauffé à un moment quelconque à une tempé¬ rature supérieure au seuil de température prédéterminé.
La bande 2 peut être réalisée en tout matériau métallique ou non métallique ayant une résistance suffi¬ sante pour assurer le maintien sous forme courbe de l'élément d'alliage à mémoire de forme et pour résister à toute destruction éventuelle, pendant le transport ou le stockage d'un produit tel qu'un produit alimentaire surgelé.
La bande 2 constituant le moyen de repérage du franchissement du seuil de température peut être en parti¬ culier constituée par une bande métallique fixée par sou¬ dage ou sertissage sur les extrémités de l'élément 1, dans une configuration courbe à basse température.
La bande 2 pourrait être constituée par un matériau non métallique tel que du papier collé à ses extrémités sur l'élément en alliage à mémoire de forme 1.
La résistance à la rupture de la bande est choisie de manière à ce que la rupture se produise très précisément au moment du franchissement de température. Avec un même élément en alliage à mémoire de forme ayant
une zone de transition d'une certaine étendue, on peut obtenir un dispositif de détection du franchissement d'une température quelconque à l'intérieur de la zone de transi¬ tion, en adaptant la bande résistante à la température de déclenchement choisie.
Sur les figures 2A et 2B, on a représenté une variante de réalisation du dispositif de détection repré¬ senté sur les figures 1A et 1B, la bande de maintien et de repérage 2 étant remplacée par un fil 4 qui peut être par exemple un fil métallique qui peut être fixé, par exemple, par soudure sur les extrémités de l'élément en alliage à mémoire de forme auquel on impose une certaine courbure à basse température. Le fil 4 assure le maintien dans une configuration courbe de l'élément en alliage à mémoire de forme, pour toute température inférieure au seuil dont on réalise le repérage.
Au niveau du seuil de température, le fil 4 se casse, par exemple dans une zone médiane entre les extré¬ mités fixées sur l'élément en alliage à mémoire de forme qui peut alors se redresser jusqu'à une forme sensiblement ou complètement plane, comme représenté sur la figure 2B. Sur les figures 3A et 3B, on a représenté une seconde variante de réalisation d'un dispositif de détec¬ tion d'un seuil de température qui comporte un élément à mémoire de forme auquel on impose une certaine courbure à basse température.
Comme représenté sur la figure 3A, l'élément à mémoire de forme est maintenu dans sa configuration courbe par une pièce courbe 6 en céramique qui épouse la forme de la surface extérieure de la lame courbe en alliage à mé¬ moire de forme.
Lors de la montée en température de l'élément à mémoire de forme, celui-ci tend à reprendre sa forme plane et exerce des contraintes sur la pièce courbe 6 en cérami- que.
La résistance à la flexion de la pièce 6 en céramique est fixée à un niveau tel que cette pièce se brise et libère l'élément à mémoire de forme, lorsque la température du dispositif de détection passe par le seuil de température dont on assure la surveillance.
Comme il est visible sur la figure 3B, le dispositif de détection, après passage à une température correspondant au seuil, se présente sous la forme d'une lame en alliage à mémoire de forme plane ou faiblement courbée associée à deux morceaux de matière céramique correspondant à deux fragments de la pièce 6 qui a été brisée.
Sur les figures 4A et 4B, on a représenté un second mode de réalisation d'un dispositif de détection suivant l'invention.
Le dispositif de détection comporte un élément 8 en alliage à mémoire de forme constitué par une lame ou tronçon de ruban qui peut être de petites dimensions, l'élément 8 étant formé et "éduqué" pour présenter une forme courbe à haute température, comme représenté sur la figure 4B.
A basse température, comme représenté sur la figure 4A, lorsque l'alliage à mémoire de forme de l'élé¬ ment 8 est substantiellement en phase martensitique, l'élément 8 en forme de lame est redressé pour présenter une forme sensiblement plane. Une plaque en céramique 9 est superposée à l'élément 8 et fixée sur celui-ci, par exemple par collage.
Lorsqu'on élève la température du dispositif de détection 10 constitué par les éléments 8 et 9, l'élément en alliage à mémoire de forme 8 a tendance à retrouver sa forme courbe, par transformation progressive à l'intérieur de la zone de transition. L'élément 8 exerce donc une force de flexion croissante sur la plaque en céramique 9 qui a été calibrée, de manière à présenter une résistance
à la flexion telle qu'elle se brise précisément au moment où la température de 1 ' élément 8 à mémoire de forme atteint le seuil de température dont on assure la surveil¬ lance. Quelle que soit l'évolution ultérieure de la température, le détecteur 10 présente la configuration représentée sur la figure 4B, l'élément 8 présentant une forme courbe et la plaque en matière céramique 9 étant brisée en deux fragments. Sur les figures 5A et 5B, on a représenté un troisième mode de réalisation d'un dispositif de détection 12 qui comporte un élément 13 en alliage à mémoire de forme et un moyen de maintien et de repérage 14 constitué par un demi-anneau en matière céramique fixé par ses extrémités diamétrales, sur les parties d'extrémité de la lame 13 qui a été courbée sous la forme d'un demi-anneau.
L'élément 13 en alliage à mémoire de forme est courbé sous la forme d'un demi-anneau à basse température et la pièce en céramique 14 fixée aux extrémités de la pièce 13 assure son maintien sous la forme représentée sur la figure 5A.
Lorsque la température du dispositif de détec¬ tion 12 s'élève à l'intérieur de la zone de transition de l'alliage à mémoire de forme, l'élément 13 en alliage à mémoire de forme qui a été "éduqué" de manière à présenter la forme d ' un anneau pratiquement fermé à haute températu¬ re, comme représenté sur la figure 5B, exerce des forces sur le demi-anneau en céramique 14 tendant à rapprocher ses deux extrémités, de sorte que la pièce 14 est soumise à une flexion.
La pièce 14 est réalisée et calibrée, de manière à supporter la flexion exercée par la pièce 13, jusqu'au niveau du seuil de température. Lorsqu'on franchit le seuil de température, la lame en demi-anneau 14 se brise et le demi-anneau 13 se referme jusqu'à présenter la forme
à haute température représentée sur la figure 5B, cette configuration étant ensuite maintenue quelle que soit l'évolution de la température.
Sur les figures 6A et 6B, on a représenté un quatrième mode de réalisation d'un dispositif de détection suivant l'invention 15 qui comporte une lame 16 en alliage à mémoire de forme et trois éléments de maintien et de repérage constitués par des fils 17a, 17b et 17c de diffé¬ rentes longueurs fixés à basse température dans la partie d'extrémité de deux branches de l'élément 16 qui est replié à basse température sous la forme d'un étrier, lorsque l'alliage à mémoire de forme présente une struc¬ ture martensitique.
Le fil 17a le plus court assure le maintien des deux branches de 1 ' étrier dans une position proche l'une de l'autre, contre les forces élastiques résiduelles exercées par l'élément 16 en alliage à mémoire de forme.
Le fil 17a est calibré de manière à assurer le maintien des deux branches de l'étrier lors d'une éléva- tion de température, jusqu'à une première température θl correspondant à un premier seuil à surveiller. Lors du franchissement de ce premier seuil, le fil 17a se brise et les branches de l'étrier s'écartent l'une de l'autre, au- delà de ce premier seuil et exercent une force croissante sur le fil de longueur moyenne 17b.
Le fil 17b est calibré de manière à résister à la force exercée par les branches de l'élément 16 jusqu'à ce qu'on atteigne un second seuil de température à une seconde température Θ2 supérieure à θl. Lors du franchis- sèment du seuil de température Θ2, le fil 17b se brise et lors d'une montée ultérieure en température du dispositif de détection 15, les branches 16 s'écartent jusqu'à mettre le troisième fil 17c en tension. Lors du franchissement d'un troisième seuil de température à une température Θ3 supérieure à Θ2, le fil 17c se brise laissant l'élément 16
1 D libre de reprendre sa configuration à haute température qui peut être une forme en V largement ouvert ou la forme plane.
Comme représenté sur la figure 6B, si le détec- teur 15 est visualisé dans l'état représenté, les fils 17a et 17b étant brisés et le fil 17c étant resté fixé sur l'élément 16, on peut en déduire que les seuils de tempé¬ rature Θl et Θ2 ont été franchis mais que le seuil de température Θ3 n'a pas été franchi. Sur les figures 7A et 7B, on a représenté un cinquième mode de réalisation d'un dispositif de détection 18 suivant l'invention. Le dispositif de détection 18 comporte un élément en alliage à mémoire de forme 19 cons¬ titué par un fil enroulé sous la forme d'un ressort héli- coïdal et trois fils de liaison 20a, 20b, 20c de longueurs différentes fixés aux extrémités du ressort 19 dans sa configuration à basse température correspondant à une forme comprimée du ressort 19. La configuration à haute température correspond à une forme étirée du ressort 19. Lorsque la température du dispositif de détec¬ tion 18 s'élève à l'intérieur de la zone de transition, le ressort 19 exerce une force de traction sur le fil le plus court 20a qui se rompt à un niveau de température θl.
Lors d ' une montée en température au-dessus de θl, le ressort 19 est étiré jusqu'à mettre en tension le fil de longueur moyenne 20b. Lorsqu'un niveau de tempéra¬ ture Θ2 est atteint le fil 20b se brise, de sorte que le ressort 19 continue à subir un étirement longitudinal entraînant une mise en tension du fil 20c. Lorsqu'on atteint un troisième seuil à une température Θ3 supérieure à Θ2, le fil 20c se brise à son tour et l'élément 19 peut alors prendre sa configuration géométrique à haute tempé¬ rature.
Lorsque le détecteur 18 se présente sous la forme représentée sur la figure 7B, on peut se rendre
compte immédiatement, de manière visuelle, qu'il s'est produit un dépassement des seuils Θl et Θ2 sans que le seuil Θ3 ait été dépassé.
Il est bien évident que les détecteurs 15 et 18 selon les modes de réalisation des figures 6A et 6B et 7A et 7B peuvent comporter un nombre quelconque de fils de retenue et de repérage de longueurs différentes, de manière à pouvoir détecter un nombre quelconque de seuils de température successifs. Dans le cas de tous les dispositifs de détection décrits jusqu'ici, on peut utiliser pour constituer l'élé¬ ment en alliage à mémoire de forme, un élément comportant une seule forme mémorisée qui est la forme à haute tempé¬ rature. De tels éléments en alliage à mémoire de forme sont dits éléments à simple effet.
Pour constituer ces dispositifs, on pourrait cependant tout aussi bien utiliser des éléments en alliage à mémoire de forme à double effet, c'est-à-dire des élé¬ ments ayant en mémoire une forme à basse température et une forme à haute température, que l'élément en alliage à mémoire de forme peut prendre successivement suivant la température, de manière réversible.
Dans ce cas, l'élément de repérage du franchis¬ sement du seuil de température n'exerce pas de force de retenue sur l'élément en alliage à mémoire de forme dans sa configuration à basse température, cette configuration étant stable. En outre, malgré la réversibilité de la dé¬ formation de l'élément en alliage à mémoire de forme, le franchissement initial du seuil de température est repéré de manière certaine, quelle que soit l'évolution ulté¬ rieure de la température du dispositif de détection, du fait de la présence de l'élément de repérage à l'état brisé.
Sur les figures 8A et 8B, on a représenté un dispositif de détection de franchissement d'un seuil de
température désigné de manière générale par le repère 22 qui comporte un élément 23 en alliage à mémoire de forme à double effet.
L'élément 23 constitué par une portion de bande ou ruban en alliage à mémoire de forme présente une pre¬ mière configuration géométrique stable à basse températu¬ re, comme représenté sur la figure 8A dans laquelle la portion de bande constituant l'élément 23 est recourbée sous la forme d'une portion d'anneau et une seconde confi- guration géométrique stable à haute température telle que représentée sur la figure 8B, dans laquelle la portion de bande 23 est pratiquement plane.
L'élément 23 est disposé à l'intérieur d'un boîtier rigide 24 en matériau transparent, entre deux parois mobiles 25a et 25b susceptibles de se déplacer dans la direction longitudinale du boîtier 24, comme représenté par les flèches 26.
Les parois 25a et 25b sur lesquelles les extré¬ mités de la bande courbe 23 viennent en appui sont cepen- dant montées à l'intérieur du boîtier 24, de manière à ne pouvoir se déplacer que sous l'effet de la poussée de l'élément 23 lorsqu'il se déforme entre un état recourbé, comme visible sur la figure 8A, et un état pratiquement droit, comme représenté sur la figure 8B, lors d'une élévation de température.
Des repères 27 ont été indiqués sur le boîtier 24 qui correspondent à la position des parois 25a et 25b servant d'index, lorsque l'élément 23 est à une tempéra¬ ture correspondant au seuil dont on assure la détection. Lors d'une élévation de température au-delà du seuil, comme représenté sur la figure 8B, les parois 25a et 25b servant d'index se trouvent au-delà des traits de repère 27, par rapport à la partie centrale du boîtier 24. On est alors sûr que le seuil de température a été dépas- se, les parois 25a et 25b ne pouvant être ramenées vers le
centre du boîtier 24 quelle que soit l'évolution de la température après le dépassement du seuil.
Le dispositif 22 représenté sur les figures 8A et 8B présente l'avantage de pouvoir être réutilisé à volonté s'il comporte des moyens permettant de replacer les parois 25a et 25b, à basse température, dans leur disposition initiale réprésentée sur la figure 8A.
Sur les figures 9A et 9B, on a représenté un dispositif de détection de seuil de température 30 consti- tué par un élément en alliage à mémoire de forme 28 super¬ posé à un élément de maintien et de repérage 29. L'élément 28 en alliage à mémoire de forme est constitué par une portion de bande découpée en gradins 31 à l'une de ses extrémités et l'élément de retenue 29 est constitué par une portion de bande de préférence métallique découpée sous forme de gradins analogues aux gradins 31, dans sa partie superposée aux gradins 31.
L'élément 29 comporte également trois prolonge¬ ments 32a, 32b, 32c en forme de doigts présentant une certaine rigidité.
Comme il est visible sur la figure 9A, l'élément en alliage à mémoire de forme 28 est déformé dans son état structural à basse température pour constituer une boucle qui n'est pas complètement fermée. L'élément de retenue 29 constitue une boucle dont la fermeture est assurée par coopération des doigts 32a, 32b, 32c qui sont glissés sous les parties en gradins 31 de l'élément 28.
Sur la figure 9D, on a représenté une variante de réalisation du dispositif de détection 30, le disposi- tif 30' en variante comportant un élément 28' en alliage à mémoire de forme constitué par une bande à bord droit et un élément de retenue et de marquage constitué par une bande 29' , de préférence en métal sur laquelle sont rap¬ portés trois doigts 32 'a, 32 'b, 32 ' c de longueurs diffé- rentes.
omme il est visible sur la figure 9C, lorsqu'on atteint un premier seuil de température θl, l'effort exer¬ cé par l'élément à mémoire de forme dont la configuration à haute température représentée sur la figure 9B est une configuration plane provoque la sortie et le dégagement du doigt 32 'a, qui indique de manière sûre le franchissement de la première barrière de température Θl .
Si l'élévation de température de l'élément 30' se poursuit, on peut détecter le franchissement d'un second seuil à une température Θ2 par sortie du doigt 32 'b et d'un troisième seuil à température Θ3 supérieure à Θ2, par sortie du troisième doigt 32 'c.
Sur la figure 9E, on a représenté une seconde variante de réalisation du dispositif 30, le dispositif 30" en variante étant constitué par une portion de bande 28" en alliage à mémoire de forme qui est découpée pour constituer trois doigts 32"a, 32"b, 32"c de longueurs différentes qui assurent la retenue de la bande 28" dans une configuration à basse température en forme de boucle. Le doigt le plus court 32"a assure le maintien jusqu'à un premier seuil de température puis se trouve dégagé du bord de la bande 28" sous lequel il est glissé, les doigts 32"b et 32"c permettant de détecter le passage de deux seuils de température successifs au-dessus du premier seuil.
Les dispositifs 30, 30' et 30" permettent de détecter le franchissement de plusieurs seuils de tempéra¬ ture successifs et peuvent être réarmés à basse tempéra¬ ture à volonté, pour effectuer des détections au cours de cycles thermiques successifs. Bien entendu, ces disposi¬ tifs peuvent comporter un seul, deux ou plus de trois doigts de retenue et de marquage.
Sur la figure 10, on a représenté une enveloppe en matériau transparent 34 dans laquelle est placé un détecteur de franchissement de température 35 qui peut
20 être réalisé par exemple selon la forme représentée aux figures 1A et 1B.
Le détecteur 35 est réalisé à basse température, l'alliage à mémoire de forme étant dans son état martensi- tique puis introduit dans l'enveloppe transparente 34. Le détecteur de franchissement de température 36 constitué par l'enveloppe transparente 34 et l'élément de détection 35 est ensuite maintenu à basse température et peut être fixé, toujours à basse température, sur un produit dont on désire assurer le thermomarquage.
Le détecteur 36 présente donc une grande faci¬ lité d'emploi. En outre, l'épaisseur et le coefficient de transmission thermique de la paroi de l'enveloppe 34 peuvent être fixés à une valeur telle que la transmission de chaleur vers l'élément de détection 35 se produise suivant une loi physique identique à la transmission de chaleur vers une zone du produit à contrôler sur laquelle on doit détecter le franchissement d'un seuil de tempéra¬ ture. Dans le cas de produits alimentaires, cette zone est généralement constituée par le centre du produit qui, suivant la nature du produit, peut se trouver à une dis¬ tance variable de la surface du produit exposé au milieu extérieur, avec des conditions de transfert thermique essentiellement variables. II est bien évident que dans le cas d'un dispo¬ sitif comportant un boîtier transparent tel que représenté sur les figures 8A et 8B, il est également possible de prévoir pour le boîtier 24, une paroi dont l'épaisseur et le coefficient de transfert thermique sont adaptés aux conditions de surveillance d'un produit.
L'invention permet donc de détecter de manière très sûre, par simple examen visuel, le franchissement d'un seuil de température lors du stockage de la manuten¬ tion ou du traitement d'un produit.
•En utilisant un alliage à mémoire de forme déterminé ayant une zone de transition s ' étendant sur un certain intervalle de température, on peut obtenir diffé¬ rents dispositifs de détection ayant des points de déclen- chement différents et définis de manière très précise à l'intérieur de la zone de transition de l'alliage.
Il est bien évident que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits et qu'on peut imaginer la réalisation des éléments constituant le dispositif de détection, qu'il s'agisse de l'élément à mémoire de forme ou du moyen de repérage et de retenue sous une forme différente de celles qui ont été décrites.
On peut utiliser tout alliage ou matière à mémoire de forme présentant une zone de transition dans laquelle se trouve le ou les seuils de température à surveiller.
Le dispositif de détection suivant l'invention peut être utilisé non seulement dans le cadre de la manu¬ tention, du transport et du traitement de produits alimen- taires conservés à basse température mais encore pour la surveillance des conditions de conservation de prélève¬ ments sanguins ou encore dans tout procédé de traitement d'objets ou instruments comportant un maintien en-dessous ou au-dessus d'une température déterminée.
Next Patent: TORQUE MEASUREMENT ARRANGEMENT FOR MOTOR VEHICLES