TITRE : Capteur de gaz

Domaine technique

L’invention concerne le domaine des capteurs de gaz, tel un gaz d’échappement de véhicule automobile, apte à mesurer une concentration d’un composant dans ledit gaz.

Technique antérieure

De manière connue, un tel capteur de gaz est typiquement fixé sur une canalisation de gaz transportant un gaz à analyser. Il est apte à prélever un flot de gaz dans ladite canalisation, afin de l’analyser. Un tel capteur comprend un dispositif de mesure, un support apte à permettre la fixation du dispositif de mesure sur une canalisation de gaz, un dispositif de transport apte à prélever du gaz dans la canalisation de gaz et à transporter le gaz prélevé de la canalisation de gaz jusqu’au dispositif de mesure et retour.

Le problème que l’on peut rencontrer est que les vibrations de la canalisation de gaz sont transmises, via le support, au dispositif de mesure. Ces vibrations sont préjudiciables en ce qu’elles peuvent fausser les mesures et/ou endommager le dispositif de mesure.

Résumé de l'invention

Afin de résoudre ce problème, l’invention propose d’intercaler, entre le support et le dispositif de mesure, un amortisseur vibratoire, afin d’isoler vibratoirement le dispositif de mesure en réduisant ou supprimant les vibrations transmises au capteur.

Pour cela, l’invention a pour objet un capteur de gaz, du type apte à mesurer une concentration d’un composant dans un gaz, comprenant un dispositif de mesure, un support apte à permettre la fixation du dispositif de mesure sur une canalisation de gaz et un dispositif de transport apte à prélever du gaz dans la canalisation de gaz et à transporter le gaz prélevé de la canalisation de gaz jusqu’au dispositif de mesure et retour, comprenant encore au moins un amortisseur vibratoire disposé entre le support et le dispositif de mesure.

Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont :

- ledit au moins un amortisseur vibratoire est en silicone,

- ledit au moins un amortisseur vibratoire comprend un canal aller apte à transporter le gaz prélevé dans la canalisation de gaz jusqu’au dispositif de mesure et un canal retour apte à transporter le gaz du dispositif de mesure jusqu’à la canalisation de gaz, - le dispositif de mesure comprend une cellule sensible et un radiateur solidaire de la cellule sensible,

- la cellule sensible est photo-acoustique,

- ledit au moins un amortisseur vibratoire comprend une membrane continue s’étendant entre la cellule sensible et le support, afin d’assurer une étanchéité entre la cellule sensible et le support, en laissant sortir le radiateur,

- le capteur comprend encore un raidisseurfixé au radiateur, enserrant l’amortisseur vibratoire entre le raidisseur et le radiateur,

- l’amortisseur vibratoire comprend encore au moins un plot aux points de contact avec le support,

- l’amortisseur vibratoire comprend une première pièce, sensiblement cylindrique, comprenant le canal aller et le canal retour, solidarisée avec le support par une de ses extrémités et avec la cellule sensible par son autre extrémité et une deuxième pièce, sensiblement tubulaire, fixée au support par une bordure solidaire de sa génératrice, solidarisée avec le radiateur de manière étanche par une première extrémité, contenant la cellule sensible et entourant au niveau d’une deuxième extrémité la première pièce au niveau de sa génératrice, de manière étanche.

Dans un deuxième aspect de l’invention, une ligne d’échappement comprenant un tel capteur.

Dans un troisième aspect de l’invention, un véhicule comprenant une telle ligne.

Brève description des dessins

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles :

[Fig. 1] montre, en vue coupée de côté, un capteur de gaz installé sur une canalisation de gaz, selon un mode de réalisation,

[Fig. 2] montre, en vue coupée de face, le mode de réalisation de la Fig. 1 ,

[Fig. 3] montre, en vue perspective, le mode de réalisation de la Fig. 1 ,

[Fig. 4] montre, en vue éclatée, le mode de réalisation de la Fig. 1 ,

[Fig. 5] montre, en plan 3 vues, 2 coupes et 2 perspectives, la première pièce de l’amortisseur vibratoire,

[Fig. 6] montre, en plan 3 vues, 2 coupes et 2 perspectives, la deuxième pièce de l’amortisseur vibratoire.

Description des modes de réalisation

En référence aux figures 1-4, un capteur de gaz 1 , du type apte à mesurer une concentration d’un composant dans un gaz, comprend un dispositif de mesure 21- 23, un support 31-34 et un dispositif de transport 41-44. Le dispositif de mesure 21-23 est conçu pour réaliser la mesure, soit la détermination de la concentration d’un composant donné dans le gaz. Il comprend une cellule sensible 21 et des moyens d’assistance au fonctionnement de la cellule sensible 21 : radiateur 22 et raidisseur 23. Le support 31-34 réalise la fixation du dispositif de mesure 21 -23 sur une canalisation de gaz G dont il est souhaité mesurer le gaz et forme un boîtier protecteur autour du dispositif de mesure 21 - 23. Le dispositif de transport 41 -44 est conçu pour prélever du gaz dans la canalisation de gaz G et transporter ce gaz prélevé de la canalisation de gaz G jusqu’au dispositif de mesure 21 -23, pour le trajet aller, et du dispositif de mesure 21 -23 jusqu’à la canalisation de gaz G pour le trajet retour.

La canalisation de gaz G peut être sujette à un niveau de vibration élevé. Ainsi dans le cas particulier de gaz d’échappement, une canalisation de gaz G est soumise à un régime vibratoire issu du fonctionnement du moteur thermique auquel la canalisation de gaz G est reliée. Une transmission de vibration au dispositif de mesure 21 peut être préjudiciable en ce qu’elle perturbe la mesure réalisée et/ou qu’elle peut conduire à un vieillissement prématuré du dispositif de mesure 21 -23.

Aussi, afin de réduire les vibrations transmises au dispositif de mesure 21 -23, le capteur de gaz 1 comprend encore au moins un amortisseur vibratoire 51 -59. Cet amortisseur vibratoire 51 -59 assure l’interface entre le support 31-34 et le dispositif de mesure 21-23. Ainsi à chaque endroit où le support 31-34 pourrait être en contact avec le dispositif de mesure 21 -23, l’amortisseur vibratoire 51-59 est intercalé entre le support 31 - 34 et le dispositif de mesure 21 -23. Ainsi le dispositif de mesure 21 -23 dans son ensemble est suspendu relativement au support 31 -34 et donc relativement à la canalisation de gaz G.

L’amortisseur vibratoire 51-59 peut être réalisé en tout matériau apte à filtrer une vibration, soit en tout matériau amortissant.

Avantageusement, ledit au moins un amortisseur vibratoire 51-59 est en silicone.

Selon une autre caractéristique, ledit au moins un amortisseur vibratoire 51 -59 comprend un canal aller 52 et un canal retour 53 traversant ledit au moins un amortisseur vibratoire 51-59. Le canal aller 52 permet de transporter le gaz prélevé dans la canalisation de gaz G, par le dispositif de transport 41-44, jusqu’au dispositif de mesure 21-23, pour y être traité par le dispositif de mesure 21 -23. Le canal retour 53 permet de transporter le gaz du dispositif de mesure 21 -23 jusqu’à la canalisation de gaz G, après son traitement. La réalisation du canal aller 52 et du canal retour 53 par traversée de l’amortisseur vibratoire 51 -59 permet d’assurer des connexions fluidiques étanches entre le dispositif de transport 41 -44 et le dispositif de mesure 21 -23. Selon une autre caractéristique, le dispositif de mesure 21 -23 comprend une cellule sensible 21 et un radiateur 22. La cellule sensible 21 assure la mesure proprement dite et à ce titre reçoit le gaz prélevé, le traite, avant qu’il ne retourne à la canalisation de gaz G. Le radiateur 22 assure un refroidissement de la cellule sensible 21 . Aussi le radiateur 22 est solidaire, fixé rigidement à la cellule sensible 21 .

Selon une autre caractéristique, la cellule sensible 21 est photo-acoustique. Le principe de mesure d’une cellule photo-acoustique est d’émettre, au moyen d’un laser, une lumière pulsée selon une longueur d’onde choisie pour être absorbée dans l’infra-rouge par le composant / la molécule dont on souhaite mesurer la concentration. La composant / molécule absorbe l’énergie de la lumière pulsée et relâche le surplus d’énergie sous forme d’une variation de pression, créant un son dans le milieu. Ce son est capté par un microphone et analysé pour déterminer la concentration du composant / de la molécule. Il est évident qu’une vibration perturbe le microphone et donc risque de fausser la mesure.

Selon une autre caractéristique, ledit au moins un amortisseur vibratoire 51 -59 est encore conformé de manière à comprendre une membrane 58. Cette membrane 58 est continue et s’étend entre la cellule sensible 21 et le support 31-34. Ceci permet de réaliser une étanchéité aux gaz principalement, mais aussi aux liquides, entre la cellule sensible 21 et le support 31 -34. Cependant, il est préférable, pour augmenter le rendement dissipatif, de laisser sortir le radiateur 22. Aussi, tel qu’il peut être observé sur les figures, le radiateur 22, aux moins ses ailettes, déborde au dehors de l’enveloppe réalisée autour de la cellule sensible 21. Un contour au niveau d’une extrémité 56a de l’amortisseur vibratoire 51-59 est assemblé, de manière étanche, sensiblement à la jonction entre la cellule sensible 21 et le radiateur 22, pour réaliser une étanchéité autour de la cellule sensible 21 tout en laissant sortir le radiateur 22. La membrane 58 relie continûment le tour du radiateur 22 avec le support 31 -34 au niveau du boîtier 31 et de son couvercle 32.

Selon une autre caractéristique, un raidisseur 23 permet de réaliser la caractéristique précédente. Pour cela le raidisseur 23 est fixé au radiateur 22, le long de ladite jonction entre la cellule sensible 21 et le radiateur 22. Le raidisseur 23 enserre l’amortisseur vibratoire 51-59 entre le raidisseur 23 et le radiateur 22, de manière à serrer ledit contour au niveau de l’extrémité 56a de l’amortisseur vibratoire 51 -59 et à réaliser ainsi un assemblage étanche.

Selon une autre caractéristique, l’amortisseur vibratoire 51-59 comprend encore au moins un plot 59 aux points de contact avec le support 31 -34. De tels plots 59 de contact, disposé à la surface de l’amortisseur vibratoire 51-59, en des points où ladite surface est amenée à venir en contact avec une autre pièce, typiquement le support 31 -34, permet de modifier ce contact en limitant grandement les surfaces de contact. Ceci permet de diminuer la raideur du contact, ainsi d’abaisser la fréquence de coupure vibratoire et donc de réduire encore la transmission de vibrations à la cellule sensible 21 .

Selon une autre caractéristique, non représentée, l’amortisseur vibratoire 51-59 est réalisé en une seule pièce.

Selon une autre caractéristique, l’amortisseur vibratoire 51-59 comprend une première pièce 51 , sensiblement cylindrique. Cette première pièce 51 est, dans la longueur dudit cylindre, percée du canal aller 52 et du canal retour 53. Cette première pièce 51 est solidarisée avec le support 31 -34 par une de ses extrémités 54b. Elle est encore solidarisée avec la cellule sensible 21 par son autre extrémité 54a. L’amortisseur vibratoire 51-59 comprend encore une deuxième pièce 55, sensiblement tubulaire. Le creux dudit tube permet de contenir la cellule sensible 21 . Une première extrémité 56a du tube/amortisseur vibratoire 51 -59 permet de réaliser une solidarisation étanche avec le radiateur 22, comme précédemment décrit, par pinçage du contour de ladite première extrémité 56a contre le radiateur 22, au moyen du raidisseur 23. Une deuxième extrémité 56b du tube/amortisseur vibratoire 51 -59 permet de réaliser une solidarisation étanche avec la première pièce 51 , en l’entourant de manière étanche, au niveau de sa génératrice. Enfin, la deuxième pièce 55 est fixée au support 31 -34 par une bordure 57 protubérante, ici réalisée de matière, au niveau de sa génératrice. La bordure 57 est solidarisée au support 31-34 par serrage entre un boîtier 31 et son couvercle 32.

Cet ensemble boîtier 31 / couvercle 32 enveloppe sensiblement le dispositif de mesure 21 -23 et le dispositif de transport 41 -44 de manière à les protéger. Le support 31 - 34 comprend encore une bride, solidaire du boîtier 31 , composée de deux demi-brides 33- 34 permettant la fixation autour de la canalisation de gaz G.

Le dispositif de transport 41 -44 comprend un collecteur 41 qui traverse la paroi de la canalisation de gaz G afin de pouvoir collecter du gaz. Le gaz collecté est ensuite transporté via un tube 42. Il traverse ensuite un ensemble filtre 43. La sortie de l’ensemble filtre 43 est connectée au canal aller 52. Une rondelle 44 est intercalée entre l’ensemble filtre 43 et la demi-bride 33.

Entre les extrémités 56a, 56b de la deuxième pièce 55, le tube présente une membrane 58. Cette membrane 58 réalise l’enveloppe autour de la cellule sensible 21 tout en présentant une épaisseur mince afin de ne pas transmettre de vibration.

La cellule de mesure 21 est connectée à l’extérieur, typiquement à une unité de traitement, au moyen d’une nappe 62, située à l’intérieur de l’enveloppe, et reliée à un connecteur 61 traversant une paroi du support 31-34 au niveau du boîtier 31 . La nappe 62 est souple afin de ne pas transmettre de vibration. La Fig. 5 présente la première pièce 51. La Fig. 5 comprend de gauche à droite et de haut en bas : une vue de face, une vue sectionnelle de gauche, une vue de gauche, une vue sectionnelle de face, une vue perspective selon un premier point de vue, une vue de dessus et une vue perspective selon un autre point de vue.

La Fig. 6 présente la deuxième pièce 55. La Fig. 6 comprend de gauche à droite et de haut en bas : une vue de face, une vue sectionnelle de gauche, une vue de gauche, une vue sectionnelle de face, une vue perspective selon un premier point de vue, une vue de dessus et une vue perspective selon un autre point de vue.

L’invention concerne encore une ligne d’échappement comprenant un tel capteur 1.

L’invention concerne encore un véhicule comprenant une telle ligne ou un tel capteur 1.

L’invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre d’exemple et non comme limitant l’invention à cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles.

Liste des signes de référence

1 : capteur de gaz,

21 : cellule sensible,

22 : radiateur,

23 : raidisseur,

31 : boîtier,

32 : couvercle,

33 : bride supérieure,

34 : bride inférieure,

41 : collecteur,

42 : tube,

43 : ensemble filtre,

44 : rondelle,

51 : première pièce,

52 : canal aller,

53 : canal retour,

54a : première extrémité,

54b : deuxième extrémité,

55 : deuxième pièce,

56a : première extrémité,

56b : deuxième extrémité, : bordure, : membrane, : plot, canalisation.