Brevet FR2200570A1 — publié le 19740419

La présente invention concerne un procédé pour la détection de produits de combustion et un dispositif pour sa mise en oeuvre. L'utilisation d'une chambre d'ionisation en tant que détecteur de produits de combustion est déjà connue. Selon un mode de réalisation, un espace d'air compris entre deux électrodes séparées de 2,54 cm l'une de l'autre est ionisé en continu par un rayonnement émis par une source de radium. Lorsqu'on y applique un faible potentiel électrique, il se produit un courant stationnaire normal de l'ordre de 20)1)1A à 50riz A entre les électrodes, La présence de produits de combustion dans cet espace d'air réduit le courant passant entre les deux électrodes, ce courant réduit détecté par un circuit adéquat peut servir à déclencher un signal d'alarme. Du fait qu'il s'agit dans ce mode de réalisation d'un courant très faible, le dispositif est très sensible et sujet a des fausses alertes. Le circuit de détection peut notamment répondre a des courants transitoires induits par exemple par des parasites électriques. Un but de la présente invention est de réaliser un détecteur de fumée perfectionné de ce point de vue. La présente invention fournit un procédé pour la détection de produits de combustion, procédé dans lequel de l'air est introduit dans une chambre d'ionisation dans laquelle un espace compris entre deux électrodes est exposé a un rayonnement ionisant, les caractéristiques électriques de la chambre d'ionisation étant comparées à celles d'une chambre étanche contenant deux électrodes espacées et remplie d'un mélange d'un gaz ionisant radioactif et d'un gaz ionisé par celui-ci. Selon un procédé préféré, les impédances des chambres sont comparées a l'aide d'un montage en pont. De préférence, le gaz radioactif est constitué par le tritium. La chambre étanche, y compris ses électrodes espacées, et le mélange de gaz ionisant radioactif et de gaz ionisé est constituée par une lampe au néon traitée avec du tritium. La présente invention réalise également un détecteur de produits de combustion comprenant une chambre d'ionisation avec deux électrodes espacées définissant un espace dans lequel de l'air est introduit, une source de rayonnement ionisant destinée a ioniser l'air compris dans l'espace, une chambre étanche comportant deux électrodes et remplie d'un mélange d'un gaz ionisant radioactif et d'un gaz ionisé par celui-ci, et un montage détecteur sensible aux variations différentielles des caractéristiques électriques des chambres. Le montage détecteur peut comprendre un montage en pont pour comparer les impédances de la chambre d'ionisation et de la chambre de gaz étanche. Les potentiels appliqués sur les électrodes de la chambre d'ionisation et de la chambre de gaz étanche sont ordinairement du même ordre de grandeur et ne devraient pas provoquer une décharge ou la formation d'un arc entre les électrodes. Le gaz c*ntenu dans la chambre étanche est ionisé en continu par le gaz ionisant et, lors de l'application d'un potentiel électrique, un faible courant stationnaire est engendré entre les électrodes. Ce courant est du même ordre de grandeur que le courant de la chambre d'ionisation lorsqu'on applique des potentiels similaires. La chambre étanche constitue donc un élement à haute impédance qui est adaptée en ce qui concerne les caractéristiques électriques à la chambre d'ionisation. Une construction préférée de la chambre étanche est sous forme d'un tube au néon traité avec du tritium. Le tritium radioactif ionise en continu le néon. Grâce à cette construction il se produit peu de rayonnement externe fâcheux et on élimine la nécessité de prévoir deux sources solides séparées de rayonnement, comme c'est le cas des chambres d'ionisation équilibrées classiques. D'autres avantages apportés par un tube au néon traité avec du tritium sont qu'on peut l'obtenir facilement, qu'il est relativement stable et silencieux. Grâce au fait que l'on utilise que des potentiels faibles dans le montage détecteur, le tube au néon ne se déchargera jamais, sa durée de vie ne dépendant que de l'efficacité des joints étanches en verre à travers lesquels passent les conducteurs connectés aux électrodes. Plusieurs modes de réalisation de la présente invention sont décrits ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel La figure 1 est un schéma de montage d'un détecteur conforme à la présente invention, et Les figures 2 et 3 représentent les dispositions physiques de deux modes de réalisation de l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1 où on voit une chambre d'ionisation 13 contenant une source de rayonnement provenant d'américium 241 ou de radium 226, cette chambre formant une branche d'un montage en pont, tandis qu 'une autre branche est constituée par un tube au néon traité avec du tritium 14. Les deux autres branches du montage en pont comprennent les résistances R2, VR1 et R3, la division entre les deux branches étant déterminée par une prise variable 15 de la résistance VR1, prise qui est connectée à une première entrée 16 d'un amplificateur opérationnel à circuit intégré linéaire 17. Une deuxième entrée de cet amplificateur est connectée à la jonction comprise entre la chambre d'ionisation 13 et le tube au néon 14.La sortie 19 de l'amplificateur est connectée à un relais RLA compris-dans le circuit de base d'un transistor TRI en passant par un transistor à effet de champ PET 1. La prise variable 15 de la résistance VRAI, cette dernière étant en effet une résistance d'équilibrage, est réglée de façon à adapter les impédances de la chambre d'ionisation et du tube au néon l'une à l'autre. Dans les conditions normales de fonctionnement du circuit, la sortie de l'amplificateur opérationnel est très faible ou zéro. Lorsque des produits de combustion réduisent le courant traversant la chambre d'ionisation, augmentant par ce fait son impédance effec tiret, l'aplificateur reçoit et amplifie un signal de déséquilibrage. Ce signal amplifie excite le relais RLA, lequel ferme le commutateur RLA 1 et met le transistor TRI en état de conduction.Ceci a pour résultat d'allumer l'ampoule i filament L 1 connectée dans le circuit du collecteur du transistor. Dans une variante de réalisation (représentée par des lignes en traits interrompus) des diodes 20 émettrices de lumière sont connectées dans ce circuit de collecteur. Le relais peut actionner des contacts RLA2 qui peuvent servir à déclencher soit un signal d'alarme sonore, soit un système automatique de défense contre l'incendie. Un régulateur monolithique de tension 21 à circuit intégré est prévu pour supprimer les perturbations transitoires. La figure 2 représente en coupe un mode de réalisation du détecteur de fumée conforme à la présente invention. L'enveloppe partiellement sphérique du détecteur se compose de deux parties supérieure et inférieure 1,2 qui peuvent être moulées en ABS. La partie supérieure 1 comprend une boite 3 à travers laquelle de l'énergie électrique est amenée à l'enveloppe. Un raccordement à fiches comprenant une fiche 5 et une douille4 du type miniature à huit voies, disponible dans le commerce sous le nom Varicon, amène lténergie au détecteur logé dans l'enveloppe. La fiche 5 est reçue dans un orifice central prévu dans une plaque de fermeture 6, à laquelle sont fixées les parties supérieure et inférieure 1,2. La partie inférieure 2 est formée d'une seule pièce avec un support annulaire 7 sur lequel est fixé la plaquette à circuit imprimé 8, comportant le montage détecteur . Ce montage est protégé par un couvercle métallique 9, tandis que la chambre d'ionisation, renfermée dans une enveloppe 10, est suspendue de la plaquette 8. L'air peut accéder à la chambre d'ionisation par l'extrémité inférieure ouverte de la partie inférieure 2 de l'enveloppe. Une plaque de fermeture amovible 11 en matière plastique métallisée est fixée à des prolongements 12 solidaires du support annulaire 7. La figure 3 représente une variante de réalisation d'un détecteur de produits de combustion. L'enveloppe moulée du détecteur se compose de deux parties partiellement sphériques 21,22, comme pour le cas précédent. La partie supérieure 21 comprend un élément à bornes 24 qui est connecté à travers un organe de connexion 25 au montage détecteur 29. L'enveloppe 30 de la chambre d'ionisation est fixée au-dessous du montage 29 et est exposée à l'air ambiant par l'ex trémité inférieure ouverte de la partie intérieure 22 de l'enveloppe. Une plaque de couverture métallisée amovible 31 couvre partiellement cette extrémité inférieure ouverte. L'enveloppe du détecteur peut être placée dans une position quelconque adéquate, par exemple dans un courant d'air. Dans le cas du mode de réalisation représenté sur la figure 2, il faut que l'enveloppe soit visible parce qu'il s'agit là d'une indication d'alarme visible. A cet effet, l'ampoule à filament (non représentée) qui est actionnée par le montage détecteur, est disposée de façon à éclairer le bord annulaire 6a de la plaque de fermeture 6 en utilisant un parcours de guidage de lumière. En variante, on peut prévoir trois diodes 20 émettrices de lumière réparties autour de la partie inférieure de l'enveloppe. Le détecteur peut toutefois être connecté de façon à déclencher une alarme ou d'autres alarmes ou systèmes de défense contre l'incendie situés à l'extérieur de l'enveloppe. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de produits de combustion, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire de l'air dans une chambre d'ionisation dans laquelle un espace compris entre deux électrodes est exposé à un rayonnement ionisant et à comparer les caractéristiques électriques de la chambre d'ionisation avec celles d'une chambre étanche contenant deux électrodes espacées et remplie d'un mélange d'un gaz ionisant radioactif et d'un gaz ionisé par celui-ci. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les impédances des chambres sont comparées dans un montage en pont. 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz radioactif est constitué par le tritium. 4. Procédé selon le revendication 3, caractérisé en ce que la chambre étanche contenant les électrodes espacées et le mélange de gaz ionisant radioactif et de gaz ionisé est constitueepar une lampe au néon traitée avec du tritium. 5. Détecteur de produits de combustion, caractérisé en ce qu il comprend deux électrodes espacées définissant un espace dans lequel de l'air est introduit, une source de rayonnement ionisant destinée à ioniser l'air dudit espace, une chambre étanche comprenant deux électrodes espacées et remplie d'un mélange d'un gaz ionisant radioactif et d'un gaz ionisé, par celui-ci, et un montage détecteur sensible aux variations différentielles des caractéristiques électriques des chambres. 6. Détecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le montage détecteur comprend un montage en pont destiné à comparer les impédances de la chambre d'ionisation et de la chambre de gaz étanche. 7. Détecteur selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le gaz radioactif est constitué par le tritium. 8. Détecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la chambre étanche comprenant les deux électrodes, le gaz ionisant radioactif et le gaz ionisé est constituée par une lampe au néon traitée avec du tritium.