Brevet FR2008865A1 — publié le 19700130

La présente invention se rapporte à des interrupteurs électriques commandés par pression et utilisables dans une ambiance d'eau de mer et pouvant être utilisés avantageusement dans des dispositifs de signalisation sous-marine. 5 Des interrupteurs électriques classiques commandés par pres sion comprennent deux bornes conductrices qui peuvent être appliquées l'une contre l'autre par une pression externe agissant par l'intermédiaire d'un écran élastique tel qu'un diaphragme flexible en contact avec une des bornes. 10 Des interrupteurs sensibles à la pression sont utilisables en particulier dans des dispositifs de signalisation sous-marine qui comprennent normalement un. détonateur et une batterie reliés électriquement en série par l'intermédiaire d'un interrupteur sensible à la pression, réglé de façon à se fermer lorsque le dis-15 positif atteint une profondeur d'eau prédéterminée, ce qui excite le circuit et provoque l'explosion du détonateur. Cependant, un simple dispositif détonateur se composant seulement d'une batterie, d'un détonateur et d'un interrupteur sensible à la pression présente l'inconvénient qu'une fermeture acei-20 dentelle des bornes de l'interrupteur, par exemple sous l'effet d'un choc mécanique, peut provoquer une explosion dangereuse.Pour cette raison, il est souhaitable que des dispositifs de signalisation sous-marine comprennent des moyens agencés de façon qu'une détonation ne puisse jamais se produire tant que le dispositif 25 n'est pas immergé dans l'eau. On a proposé d'assurer cette sécurité en prévoyant comme batterie une pile à eau de mer, c'est-à-dire une pile électrolytique qui n'émet un courant que lorsqu'elle est immergée dans de l'eau. Cependant, des piles de ce type peuvent présenter des caractéristiques de décharge indésirable pour l'a-30 morçage d'ion détonateur et également comporter en général de l'argent ou un composé d'argent comme.électrode, ce qui augmente le coût de l'appareil. L'interrupteur sensible à la pression selon l'invention présente une fiabilité améliorée et ne conduit pas de courant sauf 35 lorsqu'il est immergé dans l'eau. L'incorporation d'un tel interrupteur à un dispositif de signalisation sous-marine permet,par conséquent, de se passer d'une batterie à piles alimentée en eau de mer ou d'autres composants assurant la sécurité du dispositif contre une détonation hors de l'eau. 40 En conséquence, l'invention concerne un interrupteur sensible 69 15991 2008865 -à la pression pour applications sous-marines, cet interrupteur comprenant un tube* capillaire obturé à une extrémité et comportant, en une zone intermédiaire de sa cavité intérieure, deux bornes électriques pouvant être reliées à un circuit extérieur au tube. 5 Du fait de l'espace réduit qui est disponible à l'intérieur du tube capillaire,, les contacts doivent avoir de petites surfaces et doivent, par conséquent, être capables de laisser passer seulement un courant d'intensité réduite avec le type de source de courant disponible. Il est , par- conséquent, classiquement nécessaire de veto lier l'interrupteur à un amplificateur de coûtant, ce qui sera sup posé dans la description qui va suivre. L'invention concerne également un dispositif de signalisation sous-marine comprenant un interrupteur sensible à la pression du type décrit. 15 L'interrupteur sensible à la pression selon l'invention fonc tionne de la manière suivante. L'interrupteur est.relié d'une ma-' nière appropriée au circuit électrique d'un dispositif de signalisation sous-marine comprenant une batterie et un détonateur et le dispositif est immergé dans la mer. L'eau de mer a tendance à pé-20 nétrer dans le tube capillaire à partir de son extrémité ouverte et en comprimant l'air emprisonné dans ce dernier. Lorsque la profondeur d'immersion, et, par conséquent, la pression dans le tube augmentent, de l'eau de mer se déplace graduellement le long du ■ - tube en direction de l'extrémité fermée. Lorsqu'une profondeur don-25 nééest atteinte, le liquide arrive juste aux bornes situées à l'intérieur du tube de façon à établir une liaison électrique entre elles et à permettre le passage d'un petit courant dans l'interrupteur. Ce courant est amplifié par des moyens appropriés incorporés à l'interrupteur de façon à faire passer un courant d'inten-30 site bien plus forte et suffisante pour amorcer la détonation dans le circuit électrique logé dans le réste du dispositif. L'arrivée du liquide aux bornes situées à l'intérieur du tube capillaire provoque, par conséquent, une fermeture de l'interrupteur sensible à la pression. La position des bornes dans le tube, 35 c'est-à-dire la longueur du tube entre son extrémité ouverte et les bornes, est choisie de manière à permettre à l'interrupteur de se fermer à la^gr^fgndeur désirée. Les bornes sont scellées au travers des parois/capillaire de façon à pouvoir être reliées extérieurement à un circuit électrique. 40 La largeur du tube capillaire est suffisamment réduite pour 69 15991 2008865 empêcher l'air de s'échapper lors d'une immersion de l'interrupteur dans l'eau. Il s'est avéré commode d'utiliser des tube§6apil-laires de diamètres intérieurs compris entre 1 et 2 mm. Le matériau du tube capillaire doit avoir une résistance per-5 mettant au tube de résister aux pressions existant aux profondeurs sous-marines de travail sans déformation. Egalement, le tube ne doit pas de préférence se déformer ou se détériorer en cours de stockage. On a trouvé qu'il était commode d'utiliser des tubes capillaires en verre mais il va de soi qu'on peut employer de nom-10 breux matériaux de remplacement de types plastiques, céramiques ou métalliques. La nature, les dimensions et les écartements des bornes à l'intérieur du tube capillaire sont choisis en correspondance avec le courant qu'il est nécessaire de conduire. Normalement, pour aug-15 menter au maximum l'intensité du courant, il est souhaitable de donner aux bornes une surface fonctionnelle aussi grande que possible tout en restant dans les limites du tube capillaire et de prévoir entre elles un écartement aussi étroit que possible mais compatible avec la séeurité et le fonctionnement corrects du dis-20 positif. La chute de potentiel entre les bornes et la solution d'électrolyte doit être maintenue à une valeur minimale par un choix approprié des matériaux de construction. Il est préférable d'utiliser dans ce but une borne d'anode en magnésium ou bien en alliages de magnésium et de constituer l'anode, ou tout au moins 25 sa surface, d'un métal présentant une faible surtension d'hydrogène, tel que de l'argent ou du nickel. Les moyens d'amplification de courant peuvent être constitués par un amplificateur transistorisé relié de façon appropriée aux bornes du tube capillaire et il est prévu des connexions permettant 30 sontranchement dans un circuit externe en vue d'obtenir l'effet d'amplification désiré. L'amplificateur est incorporé au mode de réalisation préféré du-dispositif de signalisation sous-marine qui va être décrit en référence au dessin unique ci-joint qui représente le schéma électrique de ce dispositif. 35 Le dispositif représenté sur le dessin comprend une batterie 1 dont la borne négative 1A est reliée à une borne 2A d'un détonateur 2. La ligne 1A-2A est reliée à une borne 3A en argent qui fait partie d'une paire de bornes 3A-3B traversant les parois d'un tube capillaire 3 dont une extrémité est ouverte. La borne 3B est 40 en magnésium et est reliée aux bornes de base 4C et 5C de deux 69 15991 4 2008865 transistors 4 et 5 du type pnp qui comportent également des bornes 4A, 4B, et 5A, 5B par l'intermédiaire desquelles ils sont branchés en parallèle entre la seconde borne 2B du détonateur et la borne positive 1B de la batterie, Les bornes 4A et 5A sont les bornes de 5 collecteur et sont reliées à 2B tandis que les bornes 4B et 5B sont les bornes d'émette.ur et sont reliées à 1B. Dans des conditions normales, les bornes et 3B sont isolées l'une de l'autre et les circuits de base des deux transistors 4 et 5 sont ouverts. Un petit courant d'intensité constante passe dans le détonateur, par l'intermédiaire des circuits de collecteurs 10 des transistors (2B-4A-4B-1B-1A-2A) et(2B-5A-5B-1B-1A-2Â) mais ce courant peut être extrêmement faible et insuffisant pour faire exploser le détonateur et pour affaiblir de façon appréciable la batterie pendant une période très longue. Lors de l'immersion du système dans la mer, de l'eau pénè- 15 tre dans le tube 3 et, à une profondeur appropriée, arrive aux bornes 3A et 3B en établissant entre elles une connexion électrique Un petit courant s'écoule alors entre 3A et 3B et passe dans les circuits de base des transistors (1A-3A-3B-4C-4B-1B) et (1A-3A-3B-5C-5B-1B). Du fait des caractéristiques d'amplification des tran-20 sistors, ce faible courant de base provoque le passage de courants bien plus intenses dans les deux circuits de collecteurs comprenant le détonateur qui explose alors. La puissance de la batterie et le nombre de transistors utilisés dafts le mode de réalisation préféré de l'invention peuvent varier suivant les applications et en fono- 25. tion du courant nécessaire pour la détonation. Les transistors utilisés dans le mode de réalisation précité de l'invention sont des transistors de puissance moyenne de type pnp "OC76Î,' vendus par la Société "MULLARD Company". Il est également possible de remplacer ces transistors par un seul transistor 30 pnp branché de façon similaire, par exemple un transistor du type "MULLARD ACY18 ou ACY20" ou bien, en variante, d'utiliser des transistors npn, auquel cas le sens du courant et les positions des bornes 3A et 3B dans le circuit doivent être inversés. L'utilisation d'amplificateurs transistorisés permet d'obtenir un interrup- 35 teur sensible à la pression qui est très robuste et qui n'est pas facilement endommagé par des vibrations ou des chocs mécaniques. L'invention permet également d'obtenir un dispositif de signalisation sous-marine de plus grandes sécurité, simplicité et facilité de construction. Un avantage particulier à ce dernier point de vue est la possibilité de remplacer la cellule à eau de mer relativement coûteuse et moins commodément disponible par une 40 batterie normalisée, par exemple une batterie de piles sèches du type connu sous le nom "LECLANCHE". 69 15991 5 2008865 REVENDICATIONS 1 - Interrupteur sensible à la pression pour applications sous-marines, comprenant deux bornes reliées, à un circuit extérieur, caractérisé en ce que les bornes sont situées dans une zone 5 intermédiaire d'un tube capillaire, obturé à une extrémité et, de préférence d'un diamètre intérieur compris entre 1 et 2 mm et en ce que les bornes peuvent être reliées à un circuit extérieur au tube. 2 - Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en 10 ce qu'il comprend en outre, dans le circuit extérieur, un amplificateur de courant, de préférence transistorisé. 3 - Interrupteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'anode est constituée de magnésium ou d'un alliage de magnésium et en ce que la cathode est constituée en l'un des 15 deux métaux suivants: argent, nickel.