Collecteurs tournants de précision pour la mesure de température sur arbres tournants

La mesure de température sur des organes en rotation est une problématique classique dans les essais de moteurs, compresseurs, turbines, paliers ou transmissions, en automotive testing, en aéronautique et dans l’industrie. Pour ces applications, les collecteurs tournants de précision constituent une solution fiable pour transmettre les signaux issus de thermocouples ou de sondes RTD entre la partie tournante et le système d’acquisition fixe.

Par rapport aux solutions de télémétrie ou autres architectures sans fil, le collecteur tournant permet une transmission continue, sans batterie embarquée, sans contrainte RF et sans limitation de bande passante. Cette approche est particulièrement adaptée lorsque l’objectif est de garantir la stabilité du signal, la répétabilité et la qualité métrologique de la mesure sur des essais sévères ou de longue durée.

Précision de transmission et architecture de mesure

Dans une chaîne de mesure thermique sur arbre tournant, la qualité de la transmission électrique est déterminante. Nos collecteurs tournants de précision présentent une résistance de contact inférieure à 100 mΩ (3 sigma), ce qui contribue à limiter les variations de contact et à améliorer la stabilité des signaux transmis.

Pour les applications nécessitant le plus haut niveau de précision, certaines versions peuvent être équipées de conditionneurs thermocouples placés sous le rotor, en amont de la transmission. Le signal est alors conditionné au plus près du capteur avant de traverser l’interface tournante, ce qui permet d’améliorer encore la robustesse de la mesure.

Pour les configurations sans conditionnement embarqué, les câbles stator peuvent être confectionnés en fils de thermocouple, afin de préserver la cohérence de la chaîne de mesure et de limiter les erreurs liées aux jonctions intermédiaires.

Caractéristiques techniques

Nos collecteurs tournants de précision sont conçus pour les environnements d’essais exigeants :

vitesse de rotation maximale : jusqu’à 12 000 tr/min en standard, et 20 000 tr/min sur versions spéciales ;
température de fonctionnement : de -40 à +120 °C ;
durée de vie : environ 100 millions de tours en standard, avec des versions optionnelles permettant une endurance jusqu’à 10 fois supérieure.

Ce niveau de durabilité permet de répondre à des programmes d’essais particulièrement exigeants, y compris des campagnes représentatives d’une endurance complète véhicule, de l’ordre de 200 000 à 300 000 km.

Cas d’usage 1 : banc moteur (engine dyno)

Sur un banc dynamométrique moteur, le collecteur tournant est généralement monté en extrémité de vilebrequin. Les thermocouples installés sur les zones instrumentées du moteur sont routés jusqu’au collecteur afin de transmettre les mesures pendant l’essai.

Cette architecture permet notamment de suivre la température des paliers sous forte charge, afin d’identifier tout échauffement anormal pouvant conduire à une dégradation accélérée ou à une défaillance critique.

Cas d’usage 2 : essais de compresseur de climatisation (A/C compressor testing)

Les compresseurs de climatisation automobile constituent une autre application typique. En fonctionnement, l’activation de la climatisation augmente la charge appliquée au moteur, ce qui rend le suivi thermique du compresseur particulièrement pertinent.

L’intégration de thermocouples sur le compresseur, associée à un collecteur tournant monté en bout d’arbre, permet d’effectuer des mesures en fonctionnement réel, sur banc ou directement sur véhicule. Selon le niveau de performance recherché, le signal peut être transmis directement ou après conditionnement côté rotor.

Cas d’usage 3 : test de moteur DC

Dans les essais sur moteurs à courant continu, il peut être nécessaire de mesurer la température sur l’induit, l’arbre, les paliers ou d’autres zones proches du rotor. Ces mesures permettent de caractériser les échauffements en charge, de valider le comportement thermique et de sécuriser les essais d’endurance.

Le collecteur tournant de précision apporte ici une solution stable et répétable pour la transmission des signaux de température, y compris lors de variations de vitesse et de charge.

Conclusion

Les collecteurs tournants de précision constituent une solution technique éprouvée pour la mesure de température sur arbres tournants. Grâce à leur faible résistance de contact, à leur large plage de fonctionnement, à leur endurance élevée, et à la possibilité d’intégrer un conditionnement thermocouple côté rotor, ils répondent aux exigences des essais thermiques les plus sensibles sur composants rotatifs.

Vous souhaitez instrumenter un système tournant ou définir l’architecture de mesure la plus adaptée à votre application ? Contactez-nous pour étudier votre projet.