Brevet FR2108997A1 — publié le 19720526

Le présent dispositif concerne la surveillance, à distance, d'immeubles ou groupes d'immeubles collectifst de villas et d'installations ou locaux industriels. 1. - Etat de technique en ce domaine Les dispositifs de surveillance connus jusqu'à ce jour présentent plusieurs inconvénients dus à leur principe même et à la technologie e'ployée. 1.1 - Inconvénients dus à la technologie employée La majorité des dispositifs de surveillance sont éla borés à partir de relais électromagnétiques. Un relais , pour avoir un fonctionnement fiable, doit être sollicité à une fréquen ce minima en dessous de laquelle il ne faut pas descendre. En effet, un relais ne fonctionnant jamais finit par s'encrasser et ses contacts s'oxydent. Or, un dispositif de surveillance peut très bien ne pas avoir à fonctionner pendant de nombreuses années. L'emploi de relais électromagnétiques ne présente donc pas la fia bilité requise pour ce genre d'équipement. Par ailleurs (abstraction faite de certains relais utilisés en technique spatiale dont le prix est prohibitif pour ce genre d'équipement) l'énergie mise en jeu pour actionner un relais électromagnétique est toujours telle que l'emploi d'un dispositif à relais est dangereux pour une surveillance en atmosphère explo sive. Sauf pour des atmosphères très peu détonantes, les disposi tifs de surveillance à relais sont dangereux ; ils ne sont pas de t'sécurité intrinsèque". 1.2 - Inconvénients dus au principe : 1.201. Cas de la surveillance d'immeubles collectifs Dans le cas de la surveillance d'immeubles ou groupes d'immeubles, à notre connaissance, il n'a été conçu aucun dispositif de surveillance collective. Tout au plus certains propriétaires font-ils equiper leur appartement ou leurs bureaux d'un système déclenchant un klaxon sur tenta tive d'effraction. Ce systèMe présente d'une part l'inconvénient d'être facilement neutralisable : il suffit en effet de détruire le klaxon se trouvant à proximité ou dans le loca@ surveillé, d'autre part il ne s'adresse qu'à la bonne -wolon- té hypothétique du voisinage qui est très souvent tout à fait inefficace0 En outre, ces systèmes de surveillance n'étant pas collectifs, leur installation intervient après la cons truction de l'immeuble ; de ce fait ils sont très onéreux. 1.2.2 - Cas de la surveillance de villas s Dans le cas de la surveillance de villas, les systèmes connus déclenchent un avertisseur sonore. Les in convénients inhérents à ces systèmes sont les mêmes que pour ceux surveillant des locaux dans des immeubles collectifs, Mais, en outre, du fait qu'une villa est toujours plus ou Moins isolée, l'efficacité de ces systèmes est pratiquement nulle. 1.203 - Cas de la surveillance d' installations ou locaux industriels Dans ce cas, la surveillance est en général cf- fectuée par un gardien opérant par rondes. Un système de surveillance classique peut de plus prévenir le gardien de toute anomalie par un klaxon, nais d'une part la décision d'intervention (appel téléphonique à la police par exemple) est laissée à la seule initiative du gardien qui peut être neutralisé par une équipe de cambrioleurs et, d'autre part, une alarme par klaxon ne permet pas de localiser imiédiate- ment une situation anormale et d'en déterminer la nature0 De plus, comme il a été exposé précédemment, les systèMes de surveillance, d'installations industrielles, élaborés à partir de relais électromagnétiques ne sont pas de "sécurité intrinsèque11 pour les atmosphères explosives cas relativement fréquents dans ce genre de surveillance. 2. - Résultats principaux du présent dispositif Le dispositif décrit ci-après permet d'éviter tous ces inconvénients - gracie à l'emploi de semi-conducteurs associés en circuits fonc tionnant sous faible tension et faibles intensités de courant il est de "sécurité intrinsèque" pour l'hydrogène donc, par là-même, pour tous les autres mélanges gazeux - l'alarme n'étant plus locale mais donnée à distance, le syste me de surveillance n'est plus facilement neutralisable. De plus, l'alarme rend compte de l'emplacement et de la nature du défaut. - le dispositif permettant de surveiller à grande distance un très grand nombre d'immeubles collectifs, de villas et d'installations industrielles peut avoir son terminal dans les locaux de la police ou d'un organisme privé de surveil lance. L'intervention dépend alors de gens spécialisés - étant prévu pour une surveillance collective, dans le cas d'immeubles ou groupes d'immeubles, il est beaucoup moins onéreux que les installations classiques individuelles. 3. - Description du fonetionnement - (voir schéma synoptique page 2bis) Ce dispositif de surveillance se compose de deux ensembles A et 3. 3.1 - Ensemble A L'ensemble A est constitué d'équipements de surveil lance locaux a . Leur nombre peut titre relativement élevé 300 à 400 ave codage double - environ 10 000 avec un codage triple. Chaque équipement local de surveillance # comprend les capteurs # et un coffret d'alarme # 3.1.1 - Capteurs Qi) - capteurs d'effraction : ce sont soit des barrières à ultra-sons ou infra-rouge, soit des interrupteurs à lames souples à commande magnétique (type i. L. S. MAZDA par exemple). Une situation anormale provoque l'ouverture d'un contact, donc coupe le passage d'un courant. La rupture, volontaire ou non, d'un fil de liaison est donc considérée comme une situation anormale - capteurs d'incendie : ce sont des thermostats à action rapide. Une situation anormale provoque l'ouverture d'un contact - capteurs de présence d'eau s ce sont des capteurs cons titués par deux électrodes rapprochées. La présence d'une goutte d'eau (ou de liquide conducteur) entre ces deux électrodes provoque le passage d'un courant action nant le circuit d'alarme - capteurs divers : les équipements (a) peuvent évidem ment entre équipés d'autres capteurs els que capteurs de pression, de vibrations, etc... 3.1.2 - Coffret # Ce coffret contient les circuits de détection et de mise en mémoire des défauts. Une situation anormale fugitive est donc prise en compte par l'électronique. Il comporte sur sa face supérieure des voyants d'alarme spé- cifiques à chaque défaut et endroit surveillé. - l'apparition d'un défaut allume un voyant et excite un klaxon - l'effacement des mémoires se fait à l'aide d'un interrup teur - un bouton-poussoir BP-EL permet de tester les voyants de l'équipement. Ce coffret qui peut être éloigné des lieux sur veillés regroupe en un seul endroit la surveillance d'un grand nombre de points. L'alimentation des équipements de surveillance a) se fait en temps normal à partir du secteur. Une bat tie 12 V assure une suppléance instantanée et automati- que de l'alimentation en cas de panne du secteur. Cette panne est considérée comme un défaut par l'électronique et provoque une alarme. 3.2 - Ensemble B L'ensemble B est constitué des émetteurs haute fré quence locaux # commandés par les codeurs # des divers équi @ements # et du @entral de ré@ention #@#@# 3.2.1 - Codeur Un codeur O spécifique à chaque équipement (a) permet de différencier entre elles les diverses émissions haute fréquence. Le codage s'effectue par découpage de la porteuse haute fréquences Un codage multiple - au moins double - est indispensable car il faut d'une part différen cier une émission d'alarme propre au système, d'une émission parasite,dautre part différencier entre elles un grand nombre d'émissions d'alarme. 3.2.2 - Emetteur # Tous les émetteurs fonctionnent à la même fré quence (par exemple 27 NHz). Les diverses émissions sont différenciées par le codage. Une antenne 1/4 d'onde - type "ground plane" - permet d'obtenir avec un émetteur de 3 Watts H.F. une portée pratique de plusieurs kilomètres quel que soit l'environnement. 3.2.3 - Récepteur du central il est accordé sur la haute fréquence commune à tous les émetteurs. Sa bande passante est suffisamment large pour admettre les signaux basse et très haute fré quence du codage. 3.2.4 - Décodeur du central En sortie du récepteur seul subsiste un signal semblable à celui d é par le codeur d'un équipement lo cal de surveillance (a ). Le rôle du décodeur est d'orien- ter ce signal vers la oie qui lui correspond afin d'allu mer le voyant d'alarme relatif à l'équipement émetteur. 3.2.5 - Tableau d'alarme du central # Le décodeur commande un tableau de voyants d'alarme identique dans sa concis ion au coffret des équi- pements de surveillance locaux a . En particulier les circuits internes de détection s t les maies (du point de vue du fonctionnemen ent, le décodeur remplace les capteurs à ouverture t1 ). Chaque voyant d'alarme correspond à un équipement de surveillance local (a). Avec des émetteurs à codage double ce tableau d'alarmes peut surveiller jusqu'à 300 à 400 installations différentes situées dans un rayon de plusieurs kilomètres. 4. - Description technique 4.1 - Circuit de détection et de mise en mémoire (voir schéma page11) 4.1.1 - Voie effraction ou incendie (schéma page11) Dans ce cas, une situation anormale est carac térisée par l'ouverture d'un contact ou par éventuellement la rupture des fils reliant les capteurs aux circuits de détection. L'ouverture du contact X1 bloque le transis tor Ta - transistor à grand gain monté en amplificateur. Une impulsion est alors donnée à la gachette du thyristor TH par l'intermédiaire du condensateur C (pour que le circuit reste de sécurité intrinsèque C est de faible valeur : quelques F). Entre les points a et b est branché le voyant d'alarme. La résistance RL limite le courant à travers le thyristor TH pour le cas où le voyant se mettrait en court-circuit. La résistance Rf permet au thyristor de s'amorcer même si le filament du voyant est coupé. Plusieurs circuits peuvent être mis en parallèle entre a et b pour n'alimenter qu'un seul voyant. La diode D2 sert à effectuer un essai du voyant par l'inter médiaire du bouton-poussoir BP-EL. Lorsque le thyristor TH est conducteur la diode D1 sert à débloquer le transistor TM commandant le circuit du klaxon et la mise en marche du système codeur-émetteur. Lorsque X1 se referme, l'apparition du défaut est gardée en mémoire par le thyristor jusqu'à ce que l'on coupe l'a- limentation des circuits de détection. 4.1.2 - Voie présence d'eau (schéma page11) A l'inverse du cas précédent, l'apparition du défaut correspond au passage d'un courant limité par la résistance Ra. Pour se ramener au fonctionnement du cir cuit précédent, ce circuit comporte un transistor supplé mentaire T1 inversant l'information d'entrée donnée par le transistor Ta. 4.2 - Codeur (schéma page 12) Chaque codeur comporte une bascule générant un signal très basse fréquence T.B.F. (par exemple 10 Hz & 100 Hz) et un oscillateur à quartz haute stabilité générant un signal basse fréquence B.F. (par exemple 400 Hz à 3 000 Hz). La superposition des deux signaux T.B.F. et B.F. donne un signal de modulation spécifique à un équipement # . Le signal T.B.F. est le même pour toute une série d'équipement #. Seul le signal B.F. change à chaque équipe ment # de la série considérée. Exemple 1ère série 2ème série nème série : Fréquence s Fréquence r Fréquence t Fréquence t Fréquence t Fréquence s : T.B.F. s B.F. s T.B.F. t BJ. t T.B.F. r B.F. t 10 Hz r 400 Hz s 50 Hz : 400 Hz : 100 Hz : 400 Hz t : 10 Hz t 450 Hz s 50 Hz r 450 Hz t 100 Hz r 450 Hz t : 10 Hz t 3 000 Hz t 50 Hz : 3 000 Hz : 100 Hz : 3 000 Hz t t : : t t t s Dans cet exemple le codage est double Mais il peut être multiple suivant le nombre d'oscillateurs. Les transistors T2 - T3 - T4 constituent une fonc- tion logique ET . Lorsque le transistor TH est bloqué, le transistor T4 est bloqué s le transistor TE n'est alors pas conducteur et l'émetteur est au repos. Lorsque TM est conducteur, T2 - T3 - T4 - TE sont conducteurs au rythme du codeur. L'émet teur émet alors un signal haute fréquence codé par "découpage". Un bouton poussoir BP-A permet de débloquer T4 volontairement pour provoquer une émission. 403 - Metteur (schéna page L'émetteur est de réalisation classique. La fréquen ce de la porteuse est déterminée par le quartz # 4.4 - Alimentation de l'équipement # et du système codeur-émetteur (schéma page 12 ) Elle est de réalisation classique. Elle comporte une suppléance instantanée par batterie 12 V et une régulation par diode Zener. La disparition de la tension secteur est surveillée par un circuit analogue à celui des voies de surveillance d'effraction. 4.5 - Récepteur (schéma page Il est de réalisation classique - type à "super réaction". Il comporte un amplificateur de puissance pour atta quer correctement le décodeur. 4.6 - Décodeur (schéma page Il comporte deux types de circuits : les circuits ac cordés aux très basses fréquences T.B.F. et les circuits ac cordés aux basses fréquences B.F. - les circuits T.B.F. comportent un filtre passe bande passif (il est très difficile de réaliser des filtres à quartz T.B.F.) et un ampliBicateur à seuil déclenchant un thyristor. Le fonctionnement des circuits T.B.F. est le suivant le filtre passe bande passif attaque le transistor T7 monté en amplificateur à collecteur commun. La résistance RV per met d'ajuster la linéarité de l'amplificateur. Les filtres passe bande passifs n'ayant pas un très grand coefficient d'atténuation, on obtint à la sortie de la diode D3 une tension dont le niveau est maximum dans la bande passante du filtre mais non nul à l'extérieur de cette bande passante. La diode D@ doit donc être suivie d'un circuit à seuil : le transistor T8 ne sera conducteur que lorsque la tension sur-sa base sera supérieure à la tension sur son émetteur, tension d'émetteur imposée par la diode Zener DZ . Le seuil de ce circuit se règle à l'aide de RS qui fait varier la tension base de T8 T8 étant conducteur débloque le transistor T9 qui à son tour débloque le thyristor TH2. Le thyristor TH2 sert d'interrupteur d'alimentation pour les circuits B.F. - les circuits B.F. comportent un filtre passe bande à quartz et un transistor T10 servant au déblocage du thyristor TH3 commandant le voyant d'alarme. Les filtres à quartz étant très sélectifs, il est inutile de prévoir un circuit à seuil. Le fonctionnement du décodeur est le suivant en sortie du récepteur seul subsiste un signal composé d'un signal T.B.F. et d'un signal B.F. La partie T.B.F. va débloquer un circuit T.B.F. qui alimenter par l'intermédiaire de son thyristor TH2, toute une série de circuits B.F0 Un seul circuit B.F. réagira à la partie B.F. du signal. 4.7 - Tableau de voyant d'alarme (schéma page i3) Il comporte des circuits d'alarme identiques à ceux du 4 ciel surveillant les voies d'effraction. Le transistor T10 remplace le transistor Ta e Le thyristor TH3 remplace le thyristor THo 4.8 - Alimentation du central de réception (schéma page Elle est de réalisation classique, identique à celle du ≈4.4 bien que n'étant pas régulée. 5. - Possibilités d'application industriellc du dispositif objet de lfinvention - Le dispositif de surveillance décrit ci-dessus peut être utilisé pour s - la surveillance des immeubles ou groupes d'immeubles collectifs. Le coffret d'alarmes de l'équipement local de surveillance peut être installé chez un concierge - la surveillance des villas - la surveillance des installations ou locaux industriels en atmosphère explosive ou neutre. Le coffret d'alarmes de l'équipement local de surveillance peut etre installé au poste des gardiens - le central de réception surveillant plusieurs équipements locaux de surveillance peut être installé dans les locaux de la police ou d'un organisme privé de surveillan@ . REVENDICATIONS Les revendications concernent le dispositif de surveillance à distance, décrit ci-dessus, caractérisé - premièrement : par sa technologie : toutes les fonctions sont réalisées à partir de circuits électroniques à semi conducteurs. Les circuits de détection sont conçus pour hêtre de sécurité intrinsèque pour l'hydrogène - deuxièment : par son principe : des équipements locaux de surveillance sont reliés par voie hertzienne à un central de surveillance général. Sont revendiqués 1. - Le principe du dispositif de surveillance à distance, à savoir Un équipement local avec un coffret d'alarmes surveille une installation particulière. Une situation anormale d'une part provoque une alarme locale donnant la nature et le lieu du défaut et d'autre part conarde un émetteur par 1' intermédiaire d'un codeur. Un central de réception avec un ré@epteur, un décodeur et un tableau de voyants d'alarmes surveille les divers équipements locaux de surveillance. La liaison entre les différents émetteurs it le central de réception se fait par voie hertzienne. 2. - L'application du dispositif : à la surveillance de villas 3. - l'application du dispositif : à la surveillance d'installations ou locaux industriels en atmosphère exposive ou non 4. - L'application du dispositif : à la surveillance d'immeubles ou groupes d'immeubles collectifs d'habitations et de bureaux. 90 - L'application : à la surveillance d'immeubles ou groupes d'immeubles collectifs d'habitations ou de bureaux, d'une seule partie du dispositif de surveillance à savoir : les capteurs détectant les situations anormales et le coffret d'alarmes, regroupant la surveillance de tous les appartements ou bureaux, installé à demeure chez un concierge. Ce coffret n'est plus suivi d'un émetteur. 6. - La technologie employée dans le dispositif de surveillance : ( #. 16 16 - 17) 6.1 - Pour les circuits de détection et de mémorisation de défaut à savoir : un transistor à grand gain monté en amplificateur déclenche un thyristor sur situation anormale. Ce circuit fonc tionne sous faible tension et faible intensité de courant pour être de sécurité intrinsèque pour l'hydrogène