design and characterization of new sensors of heat flux by thermoelectric coupling in the bimetal switches

CONCEPTION ET CARACTERISATION DE NOUVEAUX CAPTEURS DE FLUX THERMIQUE PAR COUPLAGE THERMOELECTRIQUE

DANS LES CONTACTS BIMETALLIQUES

M. El Harzli1*, B. Bouchikhi2

1 Ecole Supérieure de Technologie

Km 5, Route d’Agouray, BP.3103, Toulal – Meknès, Maroc

2 Laboratoire d’Electronique et deTtraitement de l’Information, UFR : PTCES

Faculté des sciences, Département de physique, BP 4010, Beni M’hamed - Meknès, Maroc

* Corresponding Author. E-mail : mohamed.el_harzli@voila.fr

Received : 28 June 2002; revised version accepted : 09 July 2004

Abstract

The measure of the heat flow had put many problems as for the reliability of the results, the part, and the use of the sensors in variable regime, of somewhere else. The new sensors of heat flow realized by the method of printed circuits, have the advantage to be supple, of very weak thickness, useful as well in permanent regime as in usual variable regime, with a time of answer one not more better. The method of realization consists in depositing a fine coat of material of very big electric and thermic specific conductivities (the copper for example) on a ribbon of material of weak specific conductivities ( the constantan), and by successive carvings one can realize in a precise purpose a set of thermoelectric cells of different geometrical forms. The heat flow can be estimated so easily by the detection of a voltage of Seebeck in the borders of this set thermocouples of particular geometrical shape, this f.e.m is proportional in the heat flow which crosses the bimetallic structure.

Keywords: Printed circuit; Thermoelectric cell; Heat flow sensor.

Résumé

La mesure du flux thermique pose beaucoup de problèmes quant à la fiabilité des résultats, d’une part, et l’utilisation des capteurs en régime variable, d’autre part.

Les nouveaux capteurs de flux thermique réalisés par la méthode des circuits imprimés, ont l’avantage d’être souples, d’épaisseur très faible, utilisables aussi bien en régime permanent qu’en régime variable et avec un temps de réponse jugé convenable.

La méthode de réalisation consiste à déposer une fine couche de matériau de conductivités électrique et thermique très grandes (le cuivre par exemple) sur un ruban de matériau de faibles conductivités (le constantan), et par gravures successives on peut réaliser dans un but précis un ensemble de cellules thermoélectriques de formes géométriques différentes.

Le flux thermique peut donc être facilement évalué par la détection d’une force électromotrice de Seebeck aux bornes de cet ensemble de thermocouples de forme géométrique particulière, cette f.e.m étant proportionnelle au flux thermique qui traverse la structure bimétallique.

Mots clés : Circuit imprimé ; Cellule thermoélectrique ; Fluxmètre.

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