Conducteur thermique

[invite1e08060c]

Bonjour à tous !

Je vous contacte car nous développons un objet connecté dans le domaine du sport.

Nous recherchons un conducteur thermique de type gel/silicone/résine à injecter entre le capteur de température et la peau.

Nous recherchons donc un "gel" injectable via une seringue avec une tendreté environ équivalente au coussin gel plantaire par exemple après séchage, avec une conductivité minimum à 2.2 W/mk
Certains produits sont composés d'agents chimiques dangereux pour l'épiderme également...

Auriez-vous des idées sur quel produit pourrait convenir? Les pâtes pour PC restent grasses, les silicones chez le roi merlin sont isolants...j'ai des difficultés à trouver mon bonheur :/

Merci pour l'aide ! ^^
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[antek]

Quel est le but de ce produit et pourquoi les pâtes thermiques ne conviennent pas ?
La transpiration sera probablement un problème.

C'est pas une réponse, d'accord !

[invite1e08060c]

Hello antek !

Si c'est une réponse ! je prend tout ce qui peut me faire avancer d'un millimètre !!

Je recherche un conducteur thermique qui pourrait faire l'interface entre un capteur de température et la peau, les pâtes thermiques ne conviennent pas car elles restent grasses, il faudrait remettre du produit avant chaque utilisation, comme pour une écho hors j'imaginais mon produit simple et sans préparation préalable , comme si tu mettais une montre qui te prendrai ta température par exemple, sans avoir a faire de manip particulière. Un silicone ne bouge pas dans le temps par exemple, ca me semble idéal.

La transpiration n'est pas abondante à ce niveau mais effectivement il y a presence d'humidité ....

[antek]

Et le capteur directement sur la peau ça ne marche pas ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1e08060c]

C'est dans un souci de protection, que ce soit pour la peau ou pour le capteur lui même

[invite1e08060c]

Petite question :

Qui connait les correspondances entre matière courante et Dureté shore ?

Par exemple un gel d'une dureté shore de 32 équivaut à quelle consistance?

Merci ^^

[RomVi]

Bonjour

Pour ton application je pense qu'un silicone très souple devrait convenir. Il ne faut pas raisonner en terme de conductivité mais plutôt de constante de temps, sachant qu'il doit être possible de placer l’élément sensible de la sonde à proximité de la couche en contact (dans la masse du silicone).

[invite1e08060c]

Hello !

Merci pour ta réponse,

Pourquoi devrais-je plus me préoccuper de la constante de temps que de la conductivité?
L'interface en silicone devra être le plus mince possible et la partie sensible du capteur se trouvera effectivement noyée dans le silicone à qq millimetre de la peau.

Je réfléchissais à l'utilisation de colle, par exemple "elastosil E43" (je ne connais pas sa conductivité thermique) ou encore ces produits : http://www.tme.eu/html/FR/produit-de..._FR_pelny.html ( je ne connais pas leurs consistances....)

Une personne vendant les capteurs semblait se préoccuper de la conductivité de mon interface en gel il m'a répondu ceci :

“Yes, a Thermal Silicone gel can work instead of a metal contact.

The key is to look at the resulting thermal resistance of the contact system.
A SST post (thermal conductivity = 16 [W/m.K]) 2mm in diameter and 2 mm thick results in a thermal resistance of 40 [K/W]
R[W/K] = t/(k*A)=(.002)/(16*Pi*.001^2) = 40
R = thermal resistance, t = thickness, k= thermal conductivity, A = cross section area.

A gel with thermal conductivity of 1 [W/m.K] in contact with the 3mm x 3mm sensor package and assuming 1mm thick gel results in a thermal resistance of 110[K/W]
R[W/K] = t/(k*A) = (.001)/(1*.003*.003) = 110.

Thermal resistances of skin (Human) from the arterial source to the surface is around 300[K/W] and if your thermal contact path is less than this you should be ok for monitoring purposes.

The other important consideration is that the surface of horse’s skin is covered with hair and one need to consider how well a SST post will penetrate the coat of hair and be able to make good contact with the horse’s skin. If a longer post is used the thermal resistance will go up linearly with the length (thickness) of the post. If a post in the shape of an upside down tac is used to increase the skin contact area it will not penetrate the coat of hair and thermal resistance will increase dramatically.

From a quick search on the web I found that a cows coat has a thermal conductivity of only 0.02 to 0.04 [W/m.K]. Assuming that a horse’s coat has a similar thermal conductivity using a thermal gel may be the most effective way to make thermal contact with the skin of a horse.

I do not know the thermal conductivity for the skin of a horse. For a human the thermal conductivity is
Epidermis ~ 0.2 [W/m.k]
Dermis ~ 0.4 [W/m.k]

As long as the thermal gel has a thermal conductivity greater than the horse’s skin using a gel should not be a problem, assuming it is less than a few mm thick.
The bigger challenge in making good thermal measurements is in limiting the steady state heat losses of the sensor system to the surrounding environment.”

[RomVi]

Parce qu'ici la notion de résistance thermique n'a pas vraiment de sens, il n'y a pas de chaleur transférée, la seule chose que tu veux arriver à faire c’est de mesurer rapidement une température proche de celle de la peau.
Tel que je le vois il faudrait utiliser un RTV très souple en contact avec la peau, et une matière plus isolante au dessus. Si tu veux je te ferais une simulation pour voir ce que l'on peut obtenir.

[invite1e08060c]

Avec plaisir pour la simulation!

Je suis désolée pour la redondance ou si ces précisions n'apportent rien à ce qui à été dit précédemment mais dans mon esprit je recherche le chose suivante :

je développe actuellement un objet de type "protége tibia". L'extérieur (partie protectrice est en plastique, la partie intérieure en mousse pour ne pas blesser la peau.)
Je cherche à intégrer, dans la mousse protectrice, des capteurs de température pour récupérer la température de surface de la peau à cet endroit du joueur (dans cet exemple le tibia).

J'ai pour cela un capteur tout petit de 3mm*3mm en métal nu, que je ne peux pas mettre contre la peau directement (trop fragile, ne pas abimer la peau etc) je dois l'enrober pour le protéger d'un silicone ou autre, qui dans mon esprit devait avoir une bonne conductivité pour perdre le moins de chaleur possible et etre le plus mince possible pour 1 ne pas perdre de chaleur 2 avoir une réponse la plus rapide possible.

Le "silicone" enrobant mon capteur devra etre idéalement d'une consistance effectivement souple.

[RomVi]

Dans ce cas je pense que le plus adapté serait le RTV EC00. Tu as une petite vidéo ici : http://www.dailymotion.com/video/xenm8s
La conductivité thermique est de l'ordre de 1W/mK

[invite1e08060c]

Je ne parviens pas à voir la vidéo :/

Mais apres avoir lu tes conseils je suis justement allée ce matin même à la boutique "esprit composite", le vendeur n'avait pas tellement d'idée sur les conductivités des produits , et m'a conseillé de partir sur un polyaddition niveau tolérance sur la peau.
Les silicones sont trop liquides pour mon application d'après lui pour être injecté directement sur mon prototype. Il faudrait dans un premier temps moulé mon silicone avec les capteurs dedans puis l'intégrer à la mousse.

Du coup niveau simplicité, temps et coût il m'a encouragé à tester avec la colle silicone "Elastosil E43", je vais essayer, j'espere pouvoir faire une couche n'excédant pas 2 mm.
J'aimerai tester sa conductivité thermique , une idée pour cela?

Merci

[RomVi]

Pour mesurer la conductivité il faut le faire par rapport à une référence. On place par exemple 5mm de ce silicone sur une plaque de Dépron assez fine dont la conductivité est connue. On insère le tout entre 2 plaques de métal que l'on stabilise à une température connue, disons 20 et 40°C. La température mesurée entre le silicone et le Dépron donne alors le rapport des 2 conductivité thermique.

Pour faciliter la mesure on pourra placer un thermocouple sur une plaque d'un métal bon conducteur à cet emplacement pour avoir une bonne répartition des températures (une feuille de plat aluminium jetable par exemple).

[invite1e08060c]

Merci pour la réponse!
je vais essayer ca...ca m'a pas l'air hyper simple là tout de suite maintenant mais je vais tenter :s

[RomVi]

Il y a d'autres façon de faire, mais c'est un peu moins précis, ou plus dur à exploiter. On peut par exemple poser la couche sur une plaque de métal dont on fait varier rapidement la température, et on regarde le déphasage. Ce serait peut être plus judicieux pour ton cas de figure.
Je repense à l'utilisation du RTV EC00. Ce qu'il te faut c'est une simple couche de 2mm ? Dans ce cas tu pourrais la couler dans un plat en incluant les capteurs, puis découper les morceaux qu'il te faut. Quel est l'avantage de l'elastosil E43 par rapport à celui ci ?

[invite1e08060c]

Hello,

Par rapport au RTV EC00 en lui même je ne sais pas exactement, nous n'avons pas discuté de ce modèle là mais des silicone en général. Et dans la plupart des cas le silicone est trop fluide pour l'application que j'imaginais ( faire la couche direct sur le capteur intégré dans des trous dans la mousse, et injecté le silicone direct à la seringue pour faire l'interface, or le silicone est une matière trop liquide qui va se rependre , imbiber la mousse etc avant de prendre la consistance souhaitée. Il fallait donc rajouter une étape, de moulage etc puis les intégrer une fois solide à la mousse). Dans un souci de moindre effort et de rapidité l'elastosil me permet d'injecter direct , laissé sécher, fini. C'est juste pour faire des tests, après on pourra tjr voir pour le silicone, rajouter une étape si le RTV s'avère mieux.

[RomVi]

Disons que le RTV permet un état de surface absolument parfait, mais il faut adapter la fabrication. Je pense que pour la conception d'un prototype le produit que tu as choisis sera plus pratique, mais pour de la production en série le RTV sera probablement plus adapté (après une phase de conception du moulage).

[invite1e08060c]

Super, merci pour tes informations