Brevet FR2104804A1 — publié le 19720421

La présente invention concerne un détecteur de fumée par détection optique d'aérosols formés par combustion, ledit détecteur comprenant une source lumineuse et un organe indicateur de fumée sensible à la lumière disposé de telle sorte que les rayons 5 lumineux passent de la source lumineuse audit organe indicateur en fonction de la concentration des aérosols. Le détecteur de fumée selon l'invention convient pour la signalisation d'incendies. Des dispositifs connus de ce type mettent en oeuvre un élément sensible à la lumière placé à l'extérieur du trajet d'un 10 faisceau lumineux passant dans une chambre de mesure protégée de la lumière extérieure. Les rayons du faisceau lumineux ne peuvent atteindre l'élément sensible à la lumière que lorsqu'ils sont déviés par réflexion ou dispersion. Lors d'un feu et de la production d'aérosols qui en ré-15 suite, les aérosols pénètrent dans la chambre de mesure et y produisent l'effet dit "effet Tyndall", ce qui implique que le faisceau lumineux soit diffusé. L'élément sensible à la lumière est alors atteint par les rayons lumineux qui ont acquis la déviation nécessaire. 20 La luminance du faisceau lumineux diffusé décroît tv-' rapidement avec l'angle de déviation des rayons lumineux. Si -lément sensible à la lumière est placé de telle sorte que la déviation nécessaire des faisceau*lumineux est faible, seule une très petite fraction de la quantité totale de lumière du faisceau 25 lumineux est utilisée et de grandes difficultés interviennent pour le filtrage de la lumière directe. La présente invention permet principalement de mieux utiliser la quantité de lumière disponible et, de cette façon,d'obtenir une sensibilité élevée de signalisation' d'incendie*,en mu-20 nissant l'élément sensible à la lumière d'un filtrage tel vis-à-vis de.la lumière directe que les rayons du faisceau lumineux diffusé puissent, atteindre l'élément sensible à la lumière sans avoir à subir de déviation. L'invention permet en outre d'obtenir une protection sa-55 tisfaisante contre les erreurs de signalisation, tout en maintenant une haute sensibilité de signalisation d'incendies.Cet effet est obtenu conformément à l'invention par le fait que l'on n'associe pas la signalisation à un taux absolu de concentration en aérosol mais qu'on l'associe en fonction de la vitesse de varia- 40 du taux de concentration en aérosol. 71 27021 2 2104804 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés sur lesquels i la figure 1 représente une forme de réalisation d'un dis-5 positif connu; la figure 2 représente un schéma illustrant l'effet Tyndall; la figure 5 représente une forme possible de réalisation conforme à l'invention; la figure 4 représente une autre forme possible de réalisa-10 tion conforme à l'invention; et la figure 5 représente un schéma de circuit électrique illustrant la connexion du dispositif à un circuit indicateur. En se référant à la figure 1, représentant un détecteur optique de fumée de type connu, une chambre 1 protégée de la lumière 15 ambiante est munie d'ouvertures2 afin de permettre à l'air ambiant d'entrer. Sur l'une des parois de la chambre 1 est disposée une source lumineuse dont on fait converger les rayons lumineux au moyen d'une lentille 4 sous la forme d'un faisceau lumineux qui est dirigé vers la paroi opposée de la chambre. Un organe sensible 20 à la lumière 5 est disposé à l'extérieur du trajet du faisceau lumineux. Lors de la formation d'un feu, il se produit des aérosols qui pénètrent dans la chambre de mesure 1 et font diffuser le faisceau lumineux. L'élément sensible à la lumière est alors atteint 25 par les rayons lumineux qui ont acquis la déviation nécessaire. Sous l'effet d'une concentration suffisamment élevée en aérosol, l'alarme au feu est déclenchée1-par un circuit indicateur extérieur connecté à l'élément sensible à la lumière 5. Le graphique de la, figure 2 représente, au moyen de coor-30 données polaires, la façon dont l'effet Tyndall diffuse le rayon lumineux. Il en ressort que la luminance B décroît très rapidement avec l'angle de déviation fî. des rayons lumineux. Dans le dispositif selon la figure 1, seule une très faible fraction de la quantité totale de lumière du faisceau sera capable d'atteindre l'élément 35 sensible.à la lumière 5. - La figure 5 représente une forme de réalisation possible d'un détecteur- de fumée selon l'invention. Une chambre cylindrique 1, qui est opaque à.la lumière ambiante, est munie d'ouvertures 2 71 27021 3 2104804 par lesquelles l'air ambiant peut entrer. Dans la chambre 1 est disposée une source lumineuse dont on fait converger les rayons lumineux au moyen d'une lentille 4 sous la forme d'un faisceau lumineux. Deux filtres polarisants 6 et 7 sont disposés l'un après 5 l'autre sur le trajet du faisceau lumineux et leurs axes respectifs de polarisation sont décalés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre de façon que le faisceau lumineux, après polarisation par le filtre 6, ne puisse pa^àormalement traverser le filtre 7. En cas de feu, les aérosols pénètrent par les ouvertures 2, 10 l'effet Tyndall amenant le faisceau lumineux à perdre partiellement sa polarisation causée par le filtre 6, en fonction de la concentration des aérosols, et à oomporter des rayons lumineux dé-polarisés qui traversent le filtre 7 et qui sont concentrés au moyen d'une lentille 8 sur un élément sensible à la lumière 5. Une 15 valeur de seuil du flux lumineux reçu, ladite valeur correspondant à un taux critique de concentration en aérosol, déclenche l'alarme par un circuit indicateur extérieur connecté à l'organe sensible à la lumière 5. La lumière de la source 1 peut provenir d'une lampe à in-20 candescence, d'une lampe à halogène, d'une lampe à décharge à gaz, d'une diode photo-émissive ou elle peut être constituée par toute autre source de lumière connue. Le flux lumineux peut être constant ou variable. L'élément sensible à la lumière 5 peut avoir des propriétés photo-conductrices ou photo-électriques. 25 La figure 4 représente une autre forme de réalisation pos sible d'un détecteur de fumée selon l'invention. Deux tubes cylindriques sont disposés:.- concentriquement de façon à constituer une chambre extérieure 11 et une chambraitérieure 12. La chambre extérieure 11 communique avec l'air ambiant par des ouvertures 2 30 et elle est munie d'une source lumineuse 3 dont on fait converger la lumière sous la forme d'un faisceau lumineux au moyen d'une lentille 4. La chambre intérieure 12 est fermée par deux filtres polarisants 6 et 7 qui sont placés l'un derrière l'autre sur le trajet du faisceau lumineux et qui ont leurs axes de polarisation yj respectifs décalés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre, de façon que le faisceau lumineux, après polarisation par le fitre 6, ne puisse pas normalement traverser le filtre 7. La partie centrale du faisceau lumineux passe dans la chambre intérieure 12 tandis que la partie périphérique dudit faisceau passe dans là 40 chambre extérieure 11, Des ouvertures 9 permettent à 1'air de 71 27021 4 2104804 passer entre les chambres. Si l'air ambiant renferme des aérosols et que ceux-ci ont pénétré dans les chambres 11 et 12 par les ouvertures 2 et 9 respectivement, et se sont répartis-Uniformément, le faisceau lumi-5 neux renferme alors des rayons lumineux dépolarisés qui traversent le filtre 7 et qui sont concentrés au moyen d'une ientille 8 sur deux éléments sensibles à la lumière 51 et 52 circulaires et disposés concentriquement, l'élément 51 ne recevant qu'un flux lumineux provenant de la chambre extérieure 11 et l'autre élément 10 52 recevant un flux lumineux semblable mais'provenant de la chambre intérieure 12. Si l'on suppose que la concentration des aérosols augmente rapidement dans l'air ;iambiant, ce qui est normalement caractéristique d'un feu, les aérosols pénètrent plus rapidement dans la 15 chambre 11 que dans la chambre 12 et de ce fait,les taux respectifs de concentration absolue des aérosols dans les deux chambres seront temporairement inégaux. De la même façon, les flux lumineux respectifs reçus sun Isa éléments sensibles à la lumière 51 et 52 deviendront temporairement inégaux, un circuit extérieur 20 de comparaison détectant la différence des flux lumineux reçus et signalant l'alarme lorsqu'une valeur de seuil est dépassée. Le sàfiéma/^îrcuit électrique selon la figure 5 représente la façon dont les deux éléments sensibles à la lumière 51 et 52 peuvent être inclus dans un circuit de comparaison sous la forme 25 d'un pont 13 dont la sortie sur la diagonale 14 est ewéquilibre lorsque -les éléments- 51 et 52 reçoivent des flux lumineux égaux. La sortie du pont 13 peut être , de façon connue en soi, connectée à un amplificateur qui»lors d'un déséquilibre,transmet la tension de sortie du pont 13 à un circuit à relais pour le déclenche-30 ment de l'alarme. Les deux chambres 11 et 12 peuvent naturellement être conçues sous la forme de deux chambrés indépendantes l'une de l'autre à la seule condition que lesdites chambres aient des vitesses différentes d'échange de l'air ambiant- . 35 II va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra y apporter toute équivalence technique sans sortir de son cadre, qui est défini dans les revendications annexées. 5 71 27021 REVENDICATIONS 2104804 1 - Détecteur de fumée par détection optique d'aérosols produits par combustion , du type comprenant une source lumineuse et un organe indicateur sensible à la lumière disposé de façon que 5 les rayons lumineux passent de la source lumineuse audit organe indicateur en fonction de la concentration des aérosols, caractérisé par le fait que les rayons lumineux passent à travers au moins deux filtres polarisants dont les axes respectifs de polarisation sont décalés l'un par rapport à l'autre de façon que le 10 passage des rayons lumineux vers l'organe indicateur soit normalement empêché mais qu'il soit rendu possible en présence desdits aérosols du fait que la polarisation imposée aux rayons lumineux varie en fonction de la concentration des aérosols. 2 - Détecteur selon la revendication 1, dans lequel l'organe 15 indicateur est disposé sur le trajet d'un faisceau lumineux formé par les rayons lumineux; 3 - Détecteur selon la revendication 2 comportant une' première lentille destinée à concentrer les rayons lumineux provenant de -la source lumineuse ëous la .forme d'un 20 faisceau lumineux traversant les filtres polarisants et une seconde lentille destinée à concentrer les rayons lumineux traversant les filtres polarisants sur l'organe indicateur» 4 - Détecteur selon la revendication 1, comprenant deux 25 chambres disposées côte à côte sur le trajet des rayons lumineux, une première chambre permettant une entrée rapide des aérosols provenant de l'air ambiant 5 - Détecteur selon la revendication 4,dans lequel les deux 35 chambrés sont constituées par deux tubes cylindriques disposés concentriquement et les deux éléments sensibles à la lumière sont circulaires et disposés concentriquement. 6 - Détecteur selon la revendication 4, dans lequel le cir- 71 27021 6 2104804 cuit de comparaison est constitué par un pont auquel sont connectés les deux éléments sensibles à la lumière, de telle sorte que la sortie sur diagonale dudit pont soit en équilibre lorsque les aérosols ont des taux de concentration égaux dans lesdites chambres.