FR3145033A1

FR3145033A1 - PROTECTION DEVICE WITH BELLOWS OF A STRUCTURAL DEFORMATION SENSOR

Info

Publication number: FR3145033A1
Application number: FR2303113A
Authority: FR
Inventors: Laurent Tizac
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2023-03-30
Filing date: 2023-03-30
Publication date: 2024-07-19

Abstract

Dispositif de protection à soufflet d’un c apteur de déformation structurale La présente invention se rapporte à un dispositif de protection pour capteur de déformation à dispositif de mesure présentant deux parties mobiles susceptibles de se déplacer l’une par rapport à l’autre selon une direction longitudinale et destinées à être associées à un élément structural respectivement (C, D). Le dispositif comprend un fourreau (20), une gaine (30) comprenant une partie présentant une élasticité selon une direction longitudinale et liée de manière étanche par l’une de ses extrémités au fourreau (20) et deux bagues de fermeture (44’, 46’) orientées dans un plan transversal, les bagues, le fourreau et la gaine formant un logement (51) clos, les bagues (44’, 46’) étant destinées à être liées aux parties mobiles. Le dispositif permet de protéger le capteur tout en assurant le libre déplacement de ses parties mobiles. Figure de l’abrégé : Figure 4 Bellows protection device for a structural deformation sensor The present invention relates to a protective device for a deformation sensor with a measuring device having two movable parts capable of moving relative to each other in a longitudinal direction and intended to be associated with a structural element respectively ( C, D). The device comprises a sheath (20), a sheath (30) comprising a part having elasticity in a longitudinal direction and sealed in one of its ends to the sheath (20) and two closing rings (44', 46') oriented in a transverse plane, the rings, the sheath and the sheath forming a closed housing (51), the rings (44', 46') being intended to be linked to the moving parts. The device protects the sensor while ensuring the free movement of its moving parts. Abstract Figure: Figure 4

Description

BELLOWS PROTECTION DEVICE FOR A STRUCTURAL DEFORMATION SENSOR

La présente invention concerne un dispositif de protection d’un capteur de déformation d’une structure présentant deux parties mobiles l’une par rapport à l’autre.The present invention relates to a device for protecting a deformation sensor of a structure having two parts which can move relative to each other.

Dans le cadre de la surveillance intégrée de la santé structurale d’un aéronef, des capteurs de déformation sont utilisés pour détecter et caractériser des dommages engendrés par de nombreuses heures de vol. Or les capteurs de déformation peuvent être placés dans des zones critiques soumises à de nombreuses contraintes environnementales comme notamment la projection de particules abrasives ou une forte humidité. Il est donc nécessaire de prévoir un conditionnement permettant de protéger le capteur tout en autorisant un libre fonctionnement.As part of the integrated monitoring of the structural health of an aircraft, strain sensors are used to detect and characterize damage caused by many hours of flight. However, strain sensors can be placed in critical areas subject to many environmental constraints such as the projection of abrasive particles or high humidity. It is therefore necessary to provide packaging to protect the sensor while allowing free operation.

La demande FR3108716 décrit un tel capteur de déformation embarqué comprenant un circuit électronique 1 (illustré sur la ) adapté pour détecter une déformation d’une structure à laquelle il est fixé et mesurer ainsi un déplacement de celle-ci dans une direction de déformation donnée. Le capteur comprend des parties mécaniques mobiles l’une par rapport à l’autre 2 et 3 selon une direction X, l’une des parties du capteur étant associée à une zone de ladite structure et l’autre partie à une autre zone susceptible de se déplacer l’une par rapport à l’autre et permettant à travers leur positionnement de mesurer un déplacement. L’une des parties 2 du capteur porte un élément de poussée 4 susceptible en se déplaçant de rompre une liaison électrique réalisée par un pont I entre deux électrodes A et B. Plusieurs ponts (non illustrés) sont prévus correspondant à plusieurs seuils de déformation. Le franchissement successif des différents seuils de déformation par l’élément de poussée permet d’évaluer la distance de déplacement et ainsi le degré de déformation par la distance parcourue par la partie mobile 2 portant l’élément 4 de poussée. Au vu de ce que subit le circuit 1 en termes de sollicitations extérieures (choc, pluie, humidité ambiante …), il est nécessaire de le protéger ainsi que ses différents éléments constitutifs pour éviter de les endommager ou de provoquer un déplacement de l’élément de poussée sans rapport avec le type de déformation surveillée. Il s’en suivrait des mesures erronées menant à des interprétations incorrectes. Cependant l’utilisation de boitier de protection pour circuit électronique de type conventionnel empêcherait les parties mobiles 2, 3 de se déplacer à savoir le circuit de s’étendre ou de se rétracter dans la direction de déformation étudiée.Application FR3108716 describes such an on-board deformation sensor comprising an electronic circuit 1 (illustrated in the ) adapted to detect a deformation of a structure to which it is fixed and thus measure a displacement of the latter in a given deformation direction. The sensor comprises mechanical parts movable relative to each other 2 and 3 in a direction X, one of the parts of the sensor being associated with a zone of said structure and the other part with another zone capable of moving relative to each other and allowing through their positioning to measure a displacement. One of the parts 2 of the sensor carries a thrust element 4 capable by moving of breaking an electrical connection made by a bridge I between two electrodes A and B. Several bridges (not illustrated) are provided corresponding to several deformation thresholds. The successive crossing of the different deformation thresholds by the thrust element makes it possible to evaluate the displacement distance and thus the degree of deformation by the distance traveled by the movable part 2 carrying the thrust element 4. Given what circuit 1 undergoes in terms of external stresses (shock, rain, ambient humidity, etc.), it is necessary to protect it and its various constituent elements to avoid damaging them or causing a displacement of the thrust element unrelated to the type of deformation monitored. This would result in erroneous measurements leading to incorrect interpretations. However, the use of a protective box for a conventional type electronic circuit would prevent the moving parts 2, 3 from moving, i.e. the circuit from extending or retracting in the direction of deformation studied.

D’autres types de capteurs de déformation tels que ceux utilisés pour mesurer des fissures et/ou une déformation dans une construction utilisent le principe de déplacement de deux parties mobiles chacune fixée à un élément structural. Le brevet FR2784178 ( ) décrit un tel dispositif pour mesurer l’évolution de la distance entre deux points 15a, 15b d’une structure 15 présentant une fissure 9. De la même manière le capteur utilise deux parties mobiles 3a, 3b, ici se présentant sous la forme d’un bras télescopique 3 portant sur les deux parties mobiles de ce bras un vernier 5 permettant de déterminer avec précision l’évolution de la déformation. De la même façon que précédemment, la structure 15 peut être soumise à des chocs ; elle peut également se trouver soumise à des intempéries telles que de la pluie, l’humidité s’engageant dans le bras télescopique et pouvant détériorer le fonctionnement du vernier.Other types of strain sensors such as those used to measure cracks and/or deformation in a construction use the principle of moving two moving parts each fixed to a structural element. Patent FR2784178 ( ) describes such a device for measuring the evolution of the distance between two points 15a, 15b of a structure 15 having a crack 9. In the same way, the sensor uses two movable parts 3a, 3b, here in the form of a telescopic arm 3 carrying on the two movable parts of this arm a vernier 5 making it possible to determine with precision the evolution of the deformation. In the same way as previously, the structure 15 can be subjected to shocks; it can also be subjected to bad weather such as rain, the humidity entering the telescopic arm and being able to deteriorate the operation of the vernier.

La présente invention vise à proposer un dispositif de protection permettant de protéger un capteur de déformation à éléments mobiles tout en leur assurant une liberté de mouvement dans la direction de déformation concernée.The present invention aims to propose a protection device making it possible to protect a deformation sensor with moving elements while ensuring their freedom of movement in the direction of deformation concerned.

A cet effet, la présente invention concerne un dispositif de protection pour capteur de déformation à dispositif de mesure présentant deux parties mobiles susceptibles de se déplacer l’une par rapport à l’autre selon une direction longitudinale et destinées à être associées à un élément structural respectif caractérisé en ce qu’il comprend un fourreau, une gaine comprenant une partie présentant une élasticité selon la direction longitudinale et liée de manière étanche par l’une de ses extrémités au fourreau de manière à former ensemble une enveloppe destinée à entourer au moins partiellement ledit dispositif de mesure et deux bagues de fermeture orientées dans un plan transversal à l’enveloppe formée par le fourreau et la gaine s’étendant dans la direction longitudinale, l’une des bagues étant liée de manière étanche à une extrémité de ladite gaine longitudinalement opposée à celle liée au fourreau et l’autre bague étant liée de manière étanche à l’extrémité du fourreau longitudinalement opposée à celle liée à la gaine, les bagues, le fourreau et la gaine formant un logement clos, les bagues étant destinées à être liées aux parties mobiles.For this purpose, the present invention relates to a protection device for a deformation sensor with a measuring device having two movable parts capable of moving relative to each other in a longitudinal direction and intended to be associated with a respective structural element, characterized in that it comprises a sheath, a casing comprising a part having elasticity in the longitudinal direction and connected in a sealed manner by one of its ends to the sheath so as to form together an envelope intended to at least partially surround said measuring device and two closing rings oriented in a plane transverse to the envelope formed by the sheath and the sheath extending in the longitudinal direction, one of the rings being connected in a sealed manner to one end of said sheath longitudinally opposite to that connected to the sheath and the other ring being connected in a sealed manner to the end of the sheath longitudinally opposite to that connected to the sheath, the rings, the sheath and the sheath forming a closed housing, the rings being intended to be connected to the movable parts.

Le dispositif de protection permet ainsi de protéger le capteur de déformation tout en permettant le libre déplacement de ses parties mobiles du fait de l’élasticité de la gaine dans la direction de déplacement.The protection device thus protects the deformation sensor while allowing free movement of its moving parts due to the elasticity of the sheath in the direction of movement.

L’invention prévoit au moins l’une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.The invention provides at least one of the following optional features, taken alone or in combination.

Les bagues de fermeture présentent chacune une ouverture traversante destinée à permettre le passage traversant de chacune desdites parties mobiles et à y être fixée de manière étanche.The closing rings each have a through opening intended to allow the through passage of each of said moving parts and to be fixed there in a sealed manner.

Le fourreau présente une forme cylindrique de section oblongue d’axe longitudinal.The sheath has a cylindrical shape with an oblong section and a longitudinal axis.

La gaine comporte un soufflet présentant une élasticité dans la direction longitudinale de déplacement des parties mobiles.The sheath includes a bellows having elasticity in the longitudinal direction of movement of the moving parts.

Les sections transversales extrémales longitudinalement de la gaine, du fourreau et des bagues sont identiques de manière à être liées sans présenter de discontinuité.The longitudinally extreme cross sections of the sheath, the sleeve and the rings are identical so as to be linked without presenting any discontinuity.

Le fourreau comporte une fenêtre traversante sur l’une de ses faces, fermée par un panneau en matériau transparent.The sheath has a through window on one of its sides, closed by a panel of transparent material.

La présente invention concerne également un ensemble d’un capteur de déformation à dispositif de mesure présentant deux parties mobiles susceptibles de se déplacer l’une par rapport à l’autre selon une direction longitudinale et d’un dispositif de protection présentant une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessus, caractérisé en ce que l’une des extrémités de chaque partie mobile du capteur, opposées dans la direction longitudinale, est liée à la bague de fermeture du dispositif de protection la plus proche longitudinalement lorsque le capteur est positionné dans le logement de manière à maintenir les parties mobiles ainsi que le dispositif de mesure dans le logement à distance de la gaine et du fourreau et à former un logement fermé de manière hermétique et étanche.The present invention also relates to an assembly of a deformation sensor with a measuring device having two movable parts capable of moving relative to each other in a longitudinal direction and a protection device having one or more of the above characteristics, characterized in that one of the ends of each movable part of the sensor, opposite in the longitudinal direction, is connected to the closing ring of the protection device closest longitudinally when the sensor is positioned in the housing so as to keep the movable parts as well as the measuring device in the housing at a distance from the sheath and the sleeve and to form a housing closed in a hermetically and sealed manner.

Chaque partie mobile comprend une sous-plaque comportant une extension opposée dans la direction longitudinale, ladite extension de chaque sous-plaque traversant l’ouverture de la bague la plus proche de manière à dépasser extérieurement longitudinalement de chaque bague, les ouvertures présentant des dimensions légèrement supérieures aux sections transversales des extrémités libres des parties mobiles les traversant pour permettre de les lier de manière étanche aux bagues de fermeture correspondantes.Each movable part comprises a sub-plate having an opposite extension in the longitudinal direction, said extension of each sub-plate passing through the opening of the nearest ring so as to project externally longitudinally from each ring, the openings having dimensions slightly greater than the cross-sections of the free ends of the movable parts passing through them to allow them to be connected in a sealed manner to the corresponding closing rings.

Chaque partie mobile comprend une sous-plaque, chaque bague de fermeture étant formée d’une seule pièce avec l’une des sous-plaques.Each moving part comprises a sub-plate, each closing ring being formed in one piece with one of the sub-plates.

Les extrémités libres des parties mobiles comprennent des talons.The free ends of the moving parts include heels.

D'autres buts, caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l’invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement non limitatif, en référence aux dessins ci-annexés dans lesquels :
Other aims, characteristics and advantages will emerge from the description of the invention which follows, a description given by way of non-limiting example only, with reference to the attached drawings in which:

est une vue schématique d’un capteur de déformation à éléments mobiles selon l’art antérieur;
is a schematic view of a deformation sensor with moving elements according to the prior art;

est une vue schématique d’un autre type capteur de déformation à éléments mobiles selon l’art antérieur;
is a schematic view of another type of deformation sensor with moving elements according to the prior art;

est une vue en perspective d’une première forme de réalisation du dispositif de protection d’un capteur de déformation associé à deux zones d’un même élément structural selon la présente invention;
is a perspective view of a first embodiment of the protection device of a deformation sensor associated with two zones of the same structural element according to the present invention;

est une vue en perspective d’une deuxième forme de réalisation du dispositif de protection d’un capteur de déformation associé à deux éléments structuraux distincts selon la présente invention;
is a perspective view of a second embodiment of the protection device of a deformation sensor associated with two distinct structural elements according to the present invention;

est une vue éclatée en perspective de la première forme de réalisation du dispositif de protection du capteur de déformation associé;
is an exploded perspective view of the first embodiment of the associated strain sensor protection device;

est une vue éclatée en perspective de la deuxième forme de réalisation du dispositif de protection du capteur de déformation associé. is an exploded perspective view of the second embodiment of the associated strain sensor protection device.

Dans les formes de réalisation illustrées sur les figures 3 à 6, est pris l’exemple d’un capteur de déformation à circuit électronique embarqué tel que décrit ci-dessus. Comme vu plus haut, le dispositif 6 de protection décrit dans la description qui suit, peut s’appliquer à d’autres types de capteur de déformation à parties mobiles. Le circuit électronique représente le dispositif spécifique permettant la mesure qui peut être différent suivant les capteurs de déformation et par exemple de type vernier dans le deuxième exemple décrit plus haut comme art antérieur.In the embodiments illustrated in FIGS. 3 to 6, the example of a strain sensor with an embedded electronic circuit as described above is taken. As seen above, the protection device 6 described in the following description can be applied to other types of strain sensor with moving parts. The electronic circuit represents the specific device allowing the measurement which can be different depending on the strain sensors and for example of the vernier type in the second example described above as prior art.

Comme représenté sur les figures 3 à 6, la présente invention se rapporte à un dispositif 6 de protection d’un capteur 10 de déformation à dispositif 7 de mesure, comprenant un circuit 8 électronique et deux parties 12, 14 mobiles l’une par rapport à l’autre selon une direction parallèle à un axe X-X. La direction de déplacement parallèle à l’axe X-X, appelée direction X, est désignée ci-après comme la direction longitudinale du dispositif 6 de protection. La direction Y perpendiculaire à la direction longitudinale et correspondant au travers long est désignée ci-après comme la direction transversale. Comme vu ci-dessus, le dispositif de protection est destiné à être associé à deux zones ou parties respectivement A, B d’un élément structural comme montré sur la ou alternativement à deux éléments structuraux C, D distincts comme montré sur la , ces éléments structuraux faisant partie d’un même ensemble structural. Le capteur permet à l’aide des parties mobiles 12, 14 de détecter une déformation de structure soumise à des sollicitations variées suivant la structure considérée (choc, projection, humidité …) par mesure de la distance parcourue par lesdites parties mobiles 12, 14 représentatives de la distance entre lesdits parties A et B ou les dits éléments C et D. Dans la suite de la description, les parties A et B seront appelées des éléments structuraux de la même façon que les éléments C et D pour simplifier la description. Le dispositif de mesure et dans le cas présent le circuit 8 électronique ne seront pas décrits en détail car de type connu et ne faisant pas l’objet de la présente demande.As shown in Figures 3 to 6, the present invention relates to a device 6 for protecting a deformation sensor 10 with a measuring device 7, comprising an electronic circuit 8 and two parts 12, 14 movable relative to each other in a direction parallel to an axis XX. The direction of movement parallel to the axis XX, called direction X, is hereinafter referred to as the longitudinal direction of the protection device 6. The direction Y perpendicular to the longitudinal direction and corresponding to the long cross section is hereinafter referred to as the transverse direction. As seen above, the protection device is intended to be associated with two zones or parts respectively A, B of a structural element as shown in the or alternatively to two separate structural elements C, D as shown in the , these structural elements being part of the same structural assembly. The sensor makes it possible, using the movable parts 12, 14, to detect a deformation of a structure subjected to various stresses depending on the structure considered (impact, projection, humidity, etc.) by measuring the distance traveled by said movable parts 12, 14 representative of the distance between said parts A and B or said elements C and D. In the remainder of the description, parts A and B will be called structural elements in the same way as elements C and D to simplify the description. The measuring device and, in this case, the electronic circuit 8 will not be described in detail because they are of a known type and are not the subject of the present application.

Comme montré sur les figures 5 et 6, le capteur 10 comporte de manière classique une plaque 16 permettant de porter notamment le circuit 8. La plaque 16 comporte deux sous-plaques désignées 16A et 16B dans la première forme de réalisation et 16A’ et 16B’ dans la deuxième forme de réalisation correspondant chacune à une desdites parties mobiles respectivement 12, 14. La direction X s’étend dans la direction de la longueur de la plaque et la direction Y dans la direction de la largeur de la plaque. La direction Z est la direction perpendiculaire aux directions X et Y s’étendant dans la direction de la hauteur ou épaisseur de la plaque ou encore du travers court : le repère orthonormé X, Y, Z est représenté sur les figures 3 à 6. Dans les formes illustrées, les sous-plaques 16A et 16B (16A’, 16B’) sont de forme rectangulaire présentant la même longueur de manière à pouvoir être accolée selon un de leurs bords respectivement 17A, 17B les plus longs et former un rectangle de largeur plus importante. Les bords 17A, 17B sont parallèles à l’axe X-X : ils seront appelés dans ce qui suit les bords longitudinaux. Les sous-plaques 16A et 16B (16A’ et 16B’) sont accolées et jointes par deux ponts 11, 13 de matière permettant de les relier de manière à former un tout manipulable comme si les sous-plaques ne formaient qu’une seule plaque et de les relier de manière élastique afin de permettre un déplacement d’une sous-plaque par rapport à l’autre dans la direction de l’axe X-X. Dans la forme de réalisation illustrée, les sous-plaques 16A et 16B (16A’ et 16B’) ainsi que les ponts 11 et 13 sont faits d’une seule et même pièce.As shown in Figures 5 and 6, the sensor 10 conventionally comprises a plate 16 for carrying in particular the circuit 8. The plate 16 comprises two sub-plates designated 16A and 16B in the first embodiment and 16A' and 16B' in the second embodiment, each corresponding to one of said movable parts respectively 12, 14. The direction X extends in the direction of the length of the plate and the direction Y in the direction of the width of the plate. The Z direction is the direction perpendicular to the X and Y directions extending in the direction of the height or thickness of the plate or of the short cross section: the orthonormal reference X, Y, Z is shown in Figures 3 to 6. In the shapes illustrated, the sub-plates 16A and 16B (16A’, 16B’) are rectangular in shape having the same length so as to be able to be joined along one of their longest edges respectively 17A, 17B and form a rectangle of greater width. The edges 17A, 17B are parallel to the X-X axis: they will be called in what follows the longitudinal edges. The sub-plates 16A and 16B (16A’ and 16B’) are joined and joined by two bridges 11, 13 of material allowing them to be connected so as to form a whole that can be handled as if the sub-plates formed only one plate and to connect them elastically in order to allow a movement of one sub-plate relative to the other in the direction of the X-X axis. In the embodiment illustrated, the sub-plates 16A and 16B (16A’ and 16B’) as well as the bridges 11 and 13 are made of a single piece.

Dans la forme illustrée sur les figures 3 et 6, l’extrémité libre de chaque sous-plaque 16A, 16B est formée d’une extension respectivement 18A, 18B dans des directions opposées longitudinalement lorsqu’accolée selon leurs bords 17A, 17B longitudinaux. Dans la forme illustrée, chaque extension 18A, 18B est de forme identique rectangulaire prolongeant chaque bord transversal de chaque sous-plaque 16A, 16B. La dimension transversale des extensions 18A, 18B correspond approximativement à la somme de la largeur de la sous-plaque 16A et de la sous-plaque 16B. De ce fait chaque sous-plaque 16A, 16B avec son extension 18A, 18B forme globalement un L. En les emboitant de manière inversée (un L avec un L inversé) à savoir en accolant les sous-plaques 16A, 16B par leur bord longitudinal respectivement 17A, 17B, les sous-plaques 16A, 16B avec leurs extensions 18A, 18B présentent une forme globale rectangulaire. Les extensions 18A et 18B sont destinées à être fixées aux éléments structuraux respectivement B, A ( ).In the form illustrated in Figures 3 and 6, the free end of each sub-plate 16A, 16B is formed by an extension 18A, 18B respectively in longitudinally opposite directions when joined along their longitudinal edges 17A, 17B. In the form illustrated, each extension 18A, 18B is of identical rectangular shape extending each transverse edge of each sub-plate 16A, 16B. The transverse dimension of the extensions 18A, 18B corresponds approximately to the sum of the width of the sub-plate 16A and the sub-plate 16B. As a result, each sub-plate 16A, 16B with its extension 18A, 18B generally forms an L. By fitting them in an inverted manner (an L with an inverted L), namely by joining the sub-plates 16A, 16B by their longitudinal edge respectively 17A, 17B, the sub-plates 16A, 16B with their extensions 18A, 18B have an overall rectangular shape. The extensions 18A and 18B are intended to be fixed to the structural elements respectively B, A ( ).

Dans la première forme de réalisation illustrée sur les figures 3 et 5, les extensions 18A, 18B comprennent un talon respectivement 19A, 19B ( ), à savoir une extension dans la direction de l’axe des côtes Z dans un sens opposé au sens Z illustré à savoir ici dans la direction opposée à celle du circuit 8. Les talons 19A, 19B permettent de supporter le reste du dispositif de protection lorsqu’il est fixé aux éléments structuraux A, B et à le maintenir à distance de ceux-ci.In the first embodiment illustrated in Figures 3 and 5, the extensions 18A, 18B comprise a heel respectively 19A, 19B ( ), namely an extension in the direction of the axis of the ribs Z in a direction opposite to the direction Z illustrated, namely here in the direction opposite to that of the circuit 8. The heels 19A, 19B make it possible to support the rest of the protection device when it is fixed to the structural elements A, B and to keep it at a distance from them.

Dans les deux formes de réalisation illustrées sur les figures 3 à 6, le dispositif de protection 6 comporte un fourreau 20 permettant d’envelopper longitudinalement le circuit 8 électronique sans entrer en contact avec celui-ci. Le fourreau permet aussi d’entourer partiellement les sous-plaques 16A, 16B sans entrer en contact avec celles-ci puisque correspondant aux parties mobiles 12, 14 susceptibles de se déplacer l’une par rapport à l’autre. Dans la forme illustrée sur les figures 3 et 5, le fourreau 20 présente une forme cylindrique de section oblongue et plus précisément ici formée de deux segments de droites 22, 24 parallèles réunies par deux demi-cercles 26, 28. Le fourreau 20 d’axe X-X s’étend selon la direction longitudinale X de déplacement des parties mobiles 12, 14. Comme vu précédemment, le circuit 8 est destiné à être inséré à l’intérieur du fourreau 20 et maintenu à distance de celui-ci de manière à éviter tout contact avec celui-ci. Le fourreau est dimensionné en correspondance. Les moyens permettant de maintenir le circuit 8 et plus généralement les sous-plaques 16A, 16B à distance du fourreau seront décrits plus loin. Ainsi le fourreau 20 protège le circuit 8 contre toute projection, choc ou équivalent pouvant l’atteindre et l’endommager ou en détériorer l’utilisation.In the two embodiments illustrated in FIGS. 3 to 6, the protection device 6 comprises a sheath 20 making it possible to longitudinally envelop the electronic circuit 8 without coming into contact with it. The sheath also makes it possible to partially surround the sub-plates 16A, 16B without coming into contact with them since they correspond to the movable parts 12, 14 capable of moving relative to each other. In the form illustrated in Figures 3 and 5, the sheath 20 has a cylindrical shape of oblong section and more precisely here formed of two segments of parallel lines 22, 24 joined by two semicircles 26, 28. The sheath 20 of axis X-X extends in the longitudinal direction X of movement of the movable parts 12, 14. As seen previously, the circuit 8 is intended to be inserted inside the sheath 20 and kept at a distance from it so as to avoid any contact with it. The sheath is dimensioned accordingly. The means for keeping the circuit 8 and more generally the sub-plates 16A, 16B at a distance from the sheath will be described later. Thus the sheath 20 protects the circuit 8 against any projection, shock or equivalent that could reach it and damage it or impair its use.

Le dispositif de protection 6 comprend également une gaine 30 présentant une élasticité selon la direction longitudinale X. Selon la forme illustrée, la gaine présente trois parties, une partie centrale 32 à élasticité selon la direction longitudinale, et deux parties 38, 40 extrémales de part et d’autre de la partie centrale 32. Les trois parties 32, 38 et 40 sont de forme cylindrique d’axe X-X de section oblongue, la section de la partie 32 étant à dimension évolutive. Comme pour le fourreau, dans l’exemple illustré, la section ovale oblongue est formée de deux segments de droite et de deux demi-cercles. La partie centrale 32 de la gaine présente une forme de soufflet 42 à savoir une surface extérieure formée d’une succession de saillies 34 et de concavités 36 soit plus particulièrement formée par une succession d’élargissement et de diminution du périmètre de la section de la gaine ce qui donne ladite forme de soufflet 42. La partie centrale 32 à soufflet offre une élasticité uniquement dans une direction longitudinale et une rigidité dans les autres directions pour permettre de remplir son rôle protecteur. La partie centrale 32 de la gaine 30 peut présenter toute autre type de forme à parois pliables ou souples ou autres permettant d’offrir cette élasticité longitudinale et de permettre comme il sera vu plus loin le déplacement le plus libre possible des parties mobiles 12, 14 du capteur. Les deux parties extrémales 38, 40 de la gaine 30 disposées de part et d’autre de la partie centrale 32 présentent la même forme. Elles prolongent la partie centrale 32 de part et d’autre de celle-ci sur une certaine longueur longitudinale pour assurer la liaison d’une part avec le fourreau 20 et d’autre part avec une bague 44, 44’ de fermeture. Le fourreau 20 présente une section extrémale longitudinalement identique à celle de la partie 40 extrémale de la gaine destinée à y être associée par tout type de moyen. Le fourreau 20 est associé à la gaine 30 de manière étanche par exemple par soudage si les matériaux choisis le permettent. La gaine 30 et le fourreau 20 forment une unité homogène et hermétique s’étendant longitudinalement, la gaine prolongeant le fourreau.The protective device 6 also comprises a sheath 30 having elasticity in the longitudinal direction X. According to the illustrated shape, the sheath has three parts, a central part 32 with elasticity in the longitudinal direction, and two extreme parts 38, 40 on either side of the central part 32. The three parts 32, 38 and 40 are cylindrical in shape with an axis X-X of oblong section, the section of the part 32 being of evolving dimension. As for the sheath, in the illustrated example, the oblong oval section is formed of two straight line segments and two semicircles. The central portion 32 of the sheath has a bellows shape 42, namely an outer surface formed by a succession of projections 34 and concavities 36, more particularly formed by a succession of widening and reduction of the perimeter of the section of the sheath, which gives said bellows shape 42. The central portion 32 with bellows offers elasticity only in one longitudinal direction and rigidity in the other directions to allow its protective role to be fulfilled. The central portion 32 of the sheath 30 may have any other type of shape with foldable or flexible walls or others making it possible to offer this longitudinal elasticity and to allow, as will be seen later, the freest possible movement of the movable parts 12, 14 of the sensor. The two end portions 38, 40 of the sheath 30 arranged on either side of the central portion 32 have the same shape. They extend the central part 32 on either side of the latter over a certain longitudinal length to ensure the connection on the one hand with the sheath 20 and on the other hand with a closing ring 44, 44'. The sheath 20 has an end section longitudinally identical to that of the end part 40 of the sheath intended to be associated therewith by any type of means. The sheath 20 is associated with the sheath 30 in a sealed manner, for example by welding if the materials chosen allow it. The sheath 30 and the sheath 20 form a homogeneous and hermetic unit extending longitudinally, the sheath extending the sheath.

Le dispositif de protection 6 comporte deux bagues 44 (ou 44’) et 46 (ou 46’) de fermeture. Dans les deux formes de réalisation illustrées, les bagues 44 (ou 44’) et 46 (ou 46’) présentent une forme identique. Chaque bague 44 (ou 44’) et 46 (ou 46’) présente une section identique à celle du fourreau 20 mais présentant un corps plein transversalement formant cloison pour fermer hermétiquement les extrémités de l’enveloppe longitudinale formée par le fourreau et la gaine. La cloison est réalisée de manière différente suivant la forme de réalisation comme il sera vu plus loin. Les bagues ont pour but de former des capuchons de fermeture de l’enveloppe longitudinale créée par le fourreau et la gaine pour former un logement 51 clos. Les bagues ont une dimension longitudinale faible par rapport à celle du fourreau. L’une des bagues 44 est liée à la partie extrémale 38 de la gaine opposée à celle 40 associée au fourreau et l’autre bague 46 à l’extrémité du fourreau 20 opposée à celle associée à la gaine 30 à soufflet. Les sections transversales extrémales longitudinalement de la gaine, du fourreau et des bagues sont identiques de manière à être liés sans présenter de discontinuité et former ainsi un ensemble homogène comme le montrent les figures 3 et 4. Les bagues 44 (ou 44’) et 46 (ou 46’) sont liées par exemple par soudage aux parties mobiles.The protective device 6 comprises two closing rings 44 (or 44’) and 46 (or 46’). In the two embodiments illustrated, the rings 44 (or 44’) and 46 (or 46’) have an identical shape. Each ring 44 (or 44’) and 46 (or 46’) has a section identical to that of the sheath 20 but having a solid body transversely forming a partition to hermetically close the ends of the longitudinal envelope formed by the sheath and the sheath. The partition is produced differently depending on the embodiment as will be seen later. The purpose of the rings is to form closing caps for the longitudinal envelope created by the sheath and the sheath to form a closed housing 51. The rings have a small longitudinal dimension compared to that of the sheath. One of the rings 44 is connected to the end part 38 of the sheath opposite that 40 associated with the sheath and the other ring 46 to the end of the sheath 20 opposite that associated with the bellows sheath 30. The longitudinally extreme cross sections of the sheath, the sheath and the rings are identical so as to be connected without presenting any discontinuity and thus form a homogeneous assembly as shown in FIGS. 3 and 4. The rings 44 (or 44') and 46 (or 46') are connected for example by welding to the moving parts.

Selon une première forme de réalisation représentée sur les figures 3 et 5, une ouverture 48, 50 traversante est pratiquée dans lesdites bagues respectivement 44, 46. Chaque ouverture 48, 50 présente une forme permettant à l’extrémité libre de chacune des parties mobiles 12, 14 et plus précisément ici aux extensions 18A, 18B de se glisser à l’intérieur, de les traverser et d’y être fixées de manière étanche pour former les capuchons de fermeture étanches mentionnés plus haut. Plus précisément chaque ouverture 48, 50 présente une section de forme identique à la section transversale de chaque extension respectivement 18B, 18A et de chaque talon 19A, 19B dans le cas où l’extension comporte un talon, à savoir ici rectangulaire et de dimension légèrement supérieure pour permettre à deux extrémités libres longitudinalement opposées de la plaque 16 et donc au bord transversal libre de chacune des extensions 18A, 18B (et à la base dans un plan XY des talons s’il y en a) de s’insérer dans lesdites ouvertures respectivement 50, 48 des dites bagues et d’y être fixés de manière étanche par tout type de moyen et par exemple par soudure quand les matériaux choisis s’y prêtent. Dans la forme de réalisation des figures 3 et 5, la bague respectivement 44, 46 s’étendant dans un plan XY s’enfile autour de la base du talon respectivement 19B, 19A remonte le long de celui-ci selon la direction Z pour peu à peu passer d’une orientation dans un plan XY à un plan YZ autour de l’extension respectivement 18B, 18A. Le bord supérieur extérieur 21A, 21B du talon est arrondi pour faciliter le passage d’une orientation d’un plan XY à un plan YZ de la bague dans son déplacement le long de l’extension et de son talon. Dans la forme illustrée sur les figures 3 et 5, les ouvertures 48, 50 sont pratiquées à équidistance de la périphérie de la bague respectivement 44, 46 pour prendre une position centrale mais tout autre positionnement permettant la mobilité des parties 12, 14 et la protection du circuit 8 est possible. La dimension longitudinale totale de l’ensemble formé par le fourreau 20, la gaine à soufflet 30 et les deux bagues 44, 46 de fermeture, liés ensemble de manière hermétique et étanche, est inférieure à la longueur de la plaque 16 de manière que les extensions 18A, 18B de la plaque dépassent partiellement des bagues respectivement 46, 44 à l’extérieur du logement 51 comme montré sur la . Les extensions 18A, 18B forment avec les bagues respectives 46, 44 une cloison 45, 47 (figures 3, 4) transversale pleine permettant de fermer de manière hermétique et étanche l’ensemble formé alors par le fourreau, la gaine et les bagues de fermeture ainsi que les extensions de la plaque qui ferment les ouvertures 48, 50. Le blocage des extrémités transversales de la plaque 16 à savoir des extensions 18A, 18B dans l’ouverture respectivement 50, 48 pratiquée dans les bagues 46, 44 permet de maintenir la plaque 16 à distance du fourreau 20 et de la gaine 30. Les dimensions du fourreau et de la gaine sont calculées en adéquation avec l’objectif recherché à savoir d’éviter tout contact entre le circuit électronique et le dispositif de protection sachant que l’espace laissé entre la plaque 16 d’une part et le fourreau et la gaine d’autre part ne doit pas être trop important non plus pour faciliter la manipulation et l’intégration du dispositif de protection au niveau des éléments A, B structuraux à surveiller. Les bagues 44, 46 sont fixées aux extensions 18B, 18A correspondantes de manière à former un logement 51 hermétique et étanche.According to a first embodiment shown in FIGS. 3 and 5, a through opening 48, 50 is made in said rings 44, 46 respectively. Each opening 48, 50 has a shape allowing the free end of each of the movable parts 12, 14 and more precisely here the extensions 18A, 18B to slide inside, to pass through them and to be fixed there in a sealed manner to form the sealed closing caps mentioned above. More precisely, each opening 48, 50 has a section of identical shape to the cross section of each extension respectively 18B, 18A and of each heel 19A, 19B in the case where the extension comprises a heel, namely here rectangular and of slightly larger dimension to allow two longitudinally opposite free ends of the plate 16 and therefore the free transverse edge of each of the extensions 18A, 18B (and the base in an XY plane of the heels if there are any) to be inserted into said openings respectively 50, 48 of said rings and to be fixed there in a sealed manner by any type of means and for example by welding when the materials chosen lend themselves to it. In the embodiment of Figures 3 and 5, the ring 44, 46 extending in an XY plane is threaded around the base of the heel 19B, 19A respectively and rises along the latter in the Z direction to gradually change from an orientation in an XY plane to a YZ plane around the extension 18B, 18A respectively. The outer upper edge 21A, 21B of the heel is rounded to facilitate the change from an orientation from an XY plane to a YZ plane of the ring in its movement along the extension and its heel. In the form illustrated in Figures 3 and 5, the openings 48, 50 are made equidistant from the periphery of the ring 44, 46 respectively to take a central position but any other positioning allowing the mobility of the parts 12, 14 and the protection of the circuit 8 is possible. The total longitudinal dimension of the assembly formed by the sheath 20, the bellows sheath 30 and the two closing rings 44, 46, connected together in a hermetic and sealed manner, is less than the length of the plate 16 so that the extensions 18A, 18B of the plate partially protrude from the rings 46, 44 respectively outside the housing 51 as shown in the figure. . The extensions 18A, 18B form with the respective rings 46, 44 a solid transverse partition 45, 47 (figures 3, 4) making it possible to hermetically and tightly close the assembly then formed by the sheath, the casing and the closing rings as well as the extensions of the plate which close the openings 48, 50. The blocking of the transverse ends of the plate 16, namely the extensions 18A, 18B in the opening respectively 50, 48 made in the rings 46, 44 makes it possible to keep the plate 16 at a distance from the sheath 20 and the casing 30. The dimensions of the sheath and the casing are calculated in accordance with the desired objective, namely to avoid any contact between the electronic circuit and the protection device, knowing that the space left between the plate 16 on the one hand and the sheath and the casing on the other hand must not be too large. no longer to facilitate the handling and integration of the protection device at the level of the structural elements A, B to be monitored. The rings 44, 46 are fixed to the corresponding extensions 18B, 18A so as to form a hermetic and watertight housing 51.

Selon une deuxième forme de réalisation illustrée sur les figures 4 et 6, chaque bague désignée par les références 44’, 46’ est réalisée d’une seule pièce et par exemple moulée ou usinée avec chaque sous-plaque respectivement désignées par les références 16B’, 16A’ pour améliorer l’étanchéité du dispositif de protection. Cela permet également de faciliter et accélérer l’assemble du dispositif en supprimant des opérations d’assemblage. Ainsi chaque bague 44’, 46’ présente une cloison respectivement 45’, 47’ transversale pleine et comprend des portions, appelées extensions 18A’, 18B’ en saillie longitudinalement par rapport à ladite cloison pleine transversale s’étendant dans des directions parallèles à l’axe X-X opposées. Les capuchons de fermeture transversaux de l’ensemble fourreau et gaine sont pleins formés d’une seule pièce avec les parties mobiles. Dans ce deuxième mode de réalisation, tous les autres éléments sont identiques au premier mode de réalisation et portent les mêmes références que sur les figures 3 à 5.According to a second embodiment illustrated in FIGS. 4 and 6, each ring designated by the references 44’, 46’ is made in one piece and for example molded or machined with each sub-plate respectively designated by the references 16B’, 16A’ to improve the sealing of the protection device. This also makes it possible to facilitate and accelerate the assembly of the device by eliminating assembly operations. Thus each ring 44’, 46’ has a solid transverse partition respectively 45’, 47’ and comprises portions, called extensions 18A’, 18B’ projecting longitudinally relative to said solid transverse partition extending in opposite directions parallel to the X-X axis. The transverse closing caps of the sheath and duct assembly are solid formed in one piece with the moving parts. In this second embodiment, all other elements are identical to the first embodiment and bear the same references as in Figures 3 to 5.

Dans les deux modes de réalisation, les parties mobiles étant liées aux bagues de fermeture du dispositif de protection 6, la partie centrale 32 à soufflet de la gaine permet le déplacement longitudinal des parties mobiles à savoir des sous-plaques 16A, 16B (16A’, 16B’) l’une par rapport à l’autre. Les extensions 18A, 18B (18A’, 18B’) dépassant longitudinalement extérieurement de l’ensemble formé par les bagues, le fourreau et la gaine permettent d’y associer tout type de fixation pour la liaison avec les éléments structuraux correspondants. Les extensions 18A, 18B (18A’, 18B’) présentent deux orifices respectivement 56, 58 - 52, 54 permettant une fixation par boulon aux éléments structuraux respectivement B, A (D, C).In both embodiments, the moving parts being connected to the closing rings of the protection device 6, the central bellows part 32 of the sheath allows the longitudinal movement of the moving parts, namely the sub-plates 16A, 16B (16A’, 16B’) relative to each other. The extensions 18A, 18B (18A’, 18B’) extending longitudinally outwardly from the assembly formed by the rings, the sheath and the sheath allow any type of fixing to be associated therewith for the connection with the corresponding structural elements. The extensions 18A, 18B (18A’, 18B’) have two orifices respectively 56, 58 - 52, 54 allowing fixing by bolt to the structural elements respectively B, A (D, C).

Dans l’ensemble des formes de réalisation, une fenêtre 60 traversante est réalisée sur une des faces et ici une des faces 23 planes du fourreau 20 pour permettre la lecture de mesure de déplacement du dispositif 7 de mesure ou vérifier son fonctionnement correct ou que rien n’est endommagé. La fenêtre 60 est recouverte d’un panneau 62 fait de matériau transparent pour assurer la protection du circuit électronique et l’étanchéité du dispositif complet. Le panneau 62 peut être par exemple collé ou soudé au fourreau 20.In all embodiments, a through window 60 is made on one of the faces and here one of the flat faces 23 of the sheath 20 to allow the reading of the displacement measurement of the measuring device 7 or to check its correct operation or that nothing is damaged. The window 60 is covered with a panel 62 made of transparent material to ensure the protection of the electronic circuit and the sealing of the complete device. The panel 62 can for example be glued or welded to the sheath 20.

Le fourreau 20, les bagues 44, 46, 44’, 46’ et la gaine 30 sont réalisés dans un même matériau rigide tel qu’un métal mais tout autre type de matériau est possible.The sheath 20, the rings 44, 46, 44’, 46’ and the sleeve 30 are made of the same rigid material such as metal but any other type of material is possible.

Un procédé pour former le dispositif de protection 6 comprend les étapes suivantes.A method for forming the protective device 6 comprises the following steps.

Le panneau transparent 62 est fixé à la fenêtre 60 du fourreau 20 de manière étanche. Le fourreau 20 est assemblé à la gaine 30 également de manière étanche. Selon la première forme de réalisation représentée sur les figures 3 et 5, les extensions 18A, 18B de la plaque 16 qu’elles comprennent un talon ou pas sont glissées dans les ouvertures respectivement 50, 48 et sont fixées de manière étanche aux bagues respectivement 46, 44. Selon la deuxième forme de réalisation représentée sur les figures 4 et 6, les bagues 46’, 44’ sont déjà liées aux sous-plaques 16A’, 16B’ puisque d’une seule pièce avec elle.The transparent panel 62 is fixed to the window 60 of the sheath 20 in a sealed manner. The sheath 20 is assembled to the sheath 30 also in a sealed manner. According to the first embodiment shown in FIGS. 3 and 5, the extensions 18A, 18B of the plate 16, whether they include a heel or not, are slid into the openings 50, 48 respectively and are fixed in a sealed manner to the rings 46, 44 respectively. According to the second embodiment shown in FIGS. 4 and 6, the rings 46', 44' are already connected to the sub-plates 16A', 16B' since they are made of a single piece with it.

Les sous-plaques 16A et 16B (16A’ et 16B’) formant alors une unité avec les bagues de fermeture désignées par les références suivant la forme de réalisation 46, 44 ou 46’, 44’, sont introduites dans l’ensemble formé par le fourreau 20 et la gaine 30. Les bagues sont ensuite jointes de manière étanche respectivement à la gaine 30 et au fourreau 20. Ainsi le dispositif de mesure et ici le circuit 8 électronique est protégé par le dispositif 6 de protection complètement fermé et étanche contre les chocs/projections physiques ainsi que l’humidité/la pluie. Chaque extension 18A, 18B (18A’, 18B’) est fixée à l’élément structural respectivement B, A (D, C) par boulonnage au travers des ouvertures respectivement (56, 58), (52, 54) mais tout autre type de fixation est possible. La pourrait représenter la deuxième forme de réalisation et la la première ; les extensions peuvent comporter ou ne pas comporter de talons suivant ce qui est le plus adapté aux éléments structuraux en question.The sub-plates 16A and 16B (16A' and 16B') then forming a unit with the closing rings designated by the references according to the embodiment 46, 44 or 46', 44', are introduced into the assembly formed by the sheath 20 and the casing 30. The rings are then joined in a sealed manner respectively to the sheath 30 and to the sheath 20. Thus the measuring device and here the electronic circuit 8 is protected by the completely closed and sealed protection device 6 against physical impacts/projections as well as humidity/rain. Each extension 18A, 18B (18A', 18B') is fixed to the structural element respectively B, A (D, C) by bolting through the openings respectively (56, 58), (52, 54) but any other type of fixing is possible. The could represent the second embodiment and the the first; extensions may or may not have heels depending on what is best suited to the structural elements in question.

Le dispositif de protection offre un boitier totalement hermétique tout en assurant une élasticité longitudinale nécessaire au fonctionnement du capteur.The protection device provides a completely hermetic housing while ensuring the longitudinal elasticity necessary for the operation of the sensor.

Claims

Protective device for a deformation sensor (10) with a measuring device (7) having two movable parts (12, 14) capable of moving relative to each other in a longitudinal direction and intended to be associated with a structural element respectively (B, A; D, C) characterized in that it comprises a sheath (20), a duct (30) comprising a part (32) having elasticity in the longitudinal direction and connected in a sealed manner by one of its ends to the sheath (20) so as to form together an envelope intended to at least partially surround said measuring device (7) and two closing rings (44, 46; 44', 46') oriented in a plane transverse to the envelope formed by the sheath and the duct extending in the longitudinal direction, one of the rings (44, 44') being connected in a sealed manner to an end of said duct (30) longitudinally opposite to that connected to the sheath (20). sheath and the other ring (46, 46') being connected in a sealed manner to the end of the sheath longitudinally opposite that connected to the sheath, the rings, the sheath and the sheath forming a closed housing (51), the rings (44, 46 - 44', 46') being intended to be connected to the moving parts (14, 12).

Device according to claim 1, characterized in that the closing rings (44, 46) each have a through opening (48, 50) intended to allow the through passage of each of said movable parts (14, 12) and to be fixed there in a sealed manner.

Protective device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the sheath (20) has a cylindrical shape with an oblong section and a longitudinal axis.

Protective device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sheath (30) comprises a bellows (42) having elasticity in the longitudinal direction of movement of the movable parts.

Protective device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the longitudinally extreme cross sections of the sheath (30), the sleeve (20) and the rings (44, 46 – 44’, 46’) are identical so as to be connected without presenting any discontinuity.

Protective device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sheath (20) has a through window (60) on one of its faces (23) closed by a panel (62) made of transparent material.

Assembly of a deformation sensor (10) with a measuring device (7) having two movable parts (12, 14) capable of moving relative to each other in a longitudinal direction and a protection device according to one of claims 1 to 6, characterized in that one of the ends (18A, 18B; 18'A, 18'B) of each movable part (12, 14) of the sensor, opposite in the longitudinal direction, is connected to the closing ring of the protection device respectively (46, 44) closest longitudinally when the sensor is positioned in the housing (51) so as to keep the movable parts as well as the measuring device in the housing at a distance from the sheath and the sleeve and to form a housing closed in a hermetically and sealed manner.

Assembly according to claims 2 and 7, characterized in that each movable part comprises a sub-plate (16A, 16B) having an opposite extension in the longitudinal direction, said extension of each sub-plate passing through the opening respectively (50, 48) of the closest ring (46, 44) so as to protrude longitudinally externally from each ring (46, 44), the openings (50, 48) having dimensions slightly greater than the cross-sections of the free ends of the movable parts (12, 14) passing through them to allow them to be connected in a sealed manner to the corresponding closing rings.

Assembly according to claim 7, characterized in that each movable part comprises a sub-plate (16A’, 16B’), each closing ring (44’, 46’) being formed in a single piece with one of the sub-plates respectively (16B’, 16A’).

Assembly according to one of claims 7 to 10, characterized in that the free ends of the movable parts comprise heels (19A, 19B).