Brevet FR2143632A1 — publié le 19730209

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour interroger un courant continu, ou un courant alternatif basse fréquence, portant une information le conducteur et le dispositif d'interrogation étant séparés galvaniquement, ces moyens convenant notamment pour un système d'indication. On connatt déjà d tels systèmes comme par exemple des installations de protection contre les incendies ou analogues, et ces installations sont en général constituées d'un central et d'organes indicateurs ainsi que d'organes indicateurs et de conducteurs. Les indicateurs sont par exemple traversés par un courant continu dont la polarité indique si l'organe indicateur est au repos ou en alarme. Si les organes indicateurs sont traversés par un courant alternatif basse fréquence, on peut, par un commutateur à diodes, associer la demionde positive de ce courant à l'étant de repos et la demi-onde négative à l'étant d'alarme.Dans de telles installations, il faut avoir une installation d'interrogation dans le central, cette installation effectuant d'une part l'exploitation du courant dans le conducteur indicateur et détectant d'autre part les parasites tout en n'ôtant pas perturbée par des influences extérieures. Pour satisfaire à toutes ces conditions, il est avantageux de séparer galvaniquement le conducteur indicateur et l'installation d'interrogation. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des installations et procédés connus et propose de créer un procédé d'interrogation de courant selon lequel on sépare galvaniquement le conducteur indicateur et 1 'installation d'interrogation. A cet effet, la présente invention concerne un procédé caractérisé en ce que le courant à travers le conducteur détermine,en fonction de son intensité et de sa polarisation, la magnétisation préalable d'un circuit magnétique fermé par l'intermédiaire de deux enroulements opposés prévus sur ce circuit magnétique, en ce qu'on superpose à ce courant un courant de haute fréquence, par l'intermédiaire d'un autre enroulement autour de ce noyau magnétique, ce courant de haute fréquence inversant plus rapidement la magnétisation du noyau, de façon que la différence des impulsions de courant induites dans les enroulements secondaires, opposés, du noyau, corres ponde au courant de prémagnétisation, et permette ainsi de déterminer de façon univoque l'intensité et la polarité du courant traversant le conducteur. Suivant une autre caractéristique de l'invention,on utilise comme circuit magnétique fermé un tore magnétique. Suivant une autre caractéristique de l'invention; le courant d'inversion de magnétisation à haute fréquence est un courant rectangulaire. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.Selon l'invention, il s'agit d'un montage dans lequel l'installation d'interrogation ne doit être sollicitée que pour un courant déterminé passant par le conducteur, ce dispositif étant caractérisé en ce que chaque fois une demi-onde du courant alternatif basse fréquence.ou un courant continu passant dans le conducteur, commande, en fonction de sa polarité, l'un des deux transistors par l'intermédiaire des enroulements secondaires opposés prévus sur le tore et, par une diode et une résistance associées au transistor sollicité, ce dernier laisse passer tout le courant traversant cette résistance, pour une certaine valeur de la tension d'entrée appliquee à son électrode d'émetteur, si bien que l'autre transistor se bloque à ce moment, la tension de collecteur de ce second transistor augmentant ainsi à une valeur rendant conducteur l'un des deux autres transistors de sorte qu' aux deux points de sortie on a un zéro logique. I1 est également intéressant de régler le point de sollicitation du montage à une valeur déterminée du courant de conducteur, par le choix d'une résistance. Suivant une autre caractéristique de l'invention, pour protéger la source d'entrée alimentant le conducteur contre un court-circuit, on a prévu des résistances, et pour supprimer la tension alternative qui pourrait autre envoyée dans le conducteur par les enroulements de tores, on a branché des condensateurs en parallèle sur d'autres résistances (suppression des rayonnements parasitaires). La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente le dispositif suivant l'invention, pour l'interrogation du courant, selon lequel un signal numérique apparatt aux sorties du montage suivant l'intensité du courant, - la figure 2 représente un diagramme dans le temps de l'interrogation du courant, - la figure h > est un dispositif indimateur dans lequel on utilise une installation d'interrogation selon 1 invention, appliquée de façon particulière. La présente invention sera décrite plus en détail en relation avec les figures 1 et 2. Dans le conducteur a, b passe un courant sinusoldal iL d'amplitude /c/. A ce courant, on superpose un courant alternatif de haute fréquence dont l'amplitude /b/ est supérieure à l'amplitude /c/ du courant alternatif basse fréquence iL. Cette superposition s'obtient en bouclant le conducteur a, b sur un anneau torique par dessus denx enroulements I, II. Sur ce tore, on a également prévu l'enroulement III, raccordé à l'horloge G qui engendre un courant cadencé Ts de haute fréquence et fait continuellement basculer le tore entre ces deux états de saturation. Ces processus de commutation sont déjà connus dans la technique des mémoires toriques et ne sont pas décrits plus en détail ici. Comme dans la technique des mémoires toriques, lors de la commutation on induit un courant dans les enroulements d'interrogation secondaires IV et V, se trouvant également sur le tore. Ces enroulements d'interrogation secondaires IV et V sont enroulés dans le même sens que les enroulements I et II, pour permettre de reconnattre de façon univoque la polarité d'un courant traversant le conducteur et pour envoyer l'impulsion d'interrogation de polarité correcte aux électrodes des émetteurs des transistors T2 et T3. Pour expliciter encore plus le procédé, on suppose qu'il n y a aucun courant iL dans le conducteur a,b. Le tore est ainsi commuté continuellement entre ses deux états de saturation par le courant cadencé Ts. Les impulsions qui arrivent aux électrodes d'émetteurs des transistors T2 et T3 sont de mgme valeur et leur différence est égale à zéro. Si on envoie à ce moment un courant continu positif dans le conducteur, on effectue une pré-magné tisation du tore et les impulsions induites dans les enroulements d'interrogation secondaires IV et V deviennent asymétriques. Pour un montage tel que celui représenté à la figure p, les impulsions reçues par l'enroulement d'interrogation secondaire IV sont augmentées alors que celles reçues par l'enroulement d'interrogation secondaire V sont réduites. La différence de ces deux groupes d'impulsions correspond au courant continu à mesurer. Si l'on veut mesurer un courant alternatif Il de basse fréquence, on obtient des trains d'impulsions analogues aux impulsions de courant iIV et IV induites, comme représenté à la figure 2, dans les enroulements IV et V des ores. Ces impulsions sont naturellement beaucoup plus étroites et le sommet de l'impulsion est déformé, par rapport à la représentation idéale des dessins. A la figure 3, on a représenté le montage fondamental d'un système d'indication que l'on décrira ci-après, pour permettre une meilleurs compréhension du processus d'interrogation. Le générateur de cadences G comporte un oscillateur OS et un étage basculant KS engendrant une cadence à haute fréquence de forme rectangulaire, pour commander une source de courant cadencé alimentant en courant cadencé de haute fréquence l'enroulement III prévu sur le tore R. En mime temps, l'étage basculant KS engendre un courant alternatig de basse fréquence iL par un étage réducteur de fréquence US et un amplificateur V. Ce courant alternatif iL est envoyé dans le conducteur a,b. Les enroulements I et II se trouvent dans ce conducteur a,b. Ces enroulements sont prévus sur un tore R. I'organe indicateur proprement dit, M,est constitué de diodes D3 et D4 et du commutateur Si.Au repos, le commutateur S1 est positionné de façon que le circuit passe par la diode qui ne laisse passer que la demi-onde positive du courant. Lorsqu'un état d'alarme se présente, on branche à la place de la diode de repos la diode correspondant à l'état d'alarme, et cela en utilisant le commutateur Si. Cette seconde diode ne laisse passer que la demi-onde négative. Les demi-ondes positives correspondent ainsi à l'état de repos et les demi-ondes négatives à l'état d'alarme. En cas de parasites, on assoit des ondes complètes, soit aucun courant. L'installation d'interrogation doit être en mesure de reconnattre l'état d'alarme et d'identifier correctement les parasites. Cela se fait par l'intermédiaire du dispositif d'interrogation de courant FF et du dispositif d'exploitation de courant SV, qui indique,soit l'alarme,soit le parasite, à l'aide des lampes AM, ST. Le dispositif d'exploitation de courant SW est en général numérique et le dispositif d'interrogation de courant SF doit titre réalisé de façon que le circuit fournisse un signal séparé pour chaque sens du courant, lorsque le courant dépasse une valeur prédéterminée. On a prévu un certain seuil de sollicitation /d/ afin que n'importe quelle faible influence étrangère ne provoque pas une indication parasite.Le dispositif d'interrogation de courant SF selon l'exemple comporte à sa sortie les combinaisons logiques suivantes Lorsqu'à la sortie A il apparatt un un logique et à la sortie B un zéro logique, on a l'état de repos. Si à la sortie A on a un zéro logique et à la sortie B un un logique, on a l'état d'alarme. Si aux deux sorties A et B on a un un logique ou un zéro logique, on a un état correspondant à un parasite. On décrira ci-après la mise sous forme numérique de l'interrogation de courant, en utilisant l'exemple de la figure 1. Au repos, seul un courant correspondant âla demi-onde positive passe. Du fait de cela, les transistors T2 et T3 sont commandés asymétriquement. Le transistor T2 reçoit (selon la figure 2),par l'enroulement secondaire IV, le courant iIV et le transistor T3 reçoit le courant iV par l'enroulement secondaire V. Cela signifie que,lorsquton ne considère que la partie positive du courant iL, le courant iIV est supérieur au courant iV. Au-dessus du seuil de sollicitation /d/, le montage doit ainsi fournir un un logique à sa sortie A et un zéro logique à sa sortie B. Le un logique signifie dans cet exemple un potentiel élevé correspondant sensiblement au potentiel de la source de tension + U.Le zéro logique correspond à un potentiel de tension plus faible. On suppose que les transistors Ti et T5 sont bloqués. La tension présente aux électrodes de collecteurs de ces transistors est élevée et elle correspond au un logique. Lorsque la tension augmente brutalement à l'un des collecteurs T2 ou T31 l'un des deux transistors T1 ou T5, par exemple le transistor T5,devient conducteur et la tension tombe au point B à la valeur inférieure correspondant au zéro logique. L'augmentation brutale de la tension aux point Al, Bi du montage, et non une augmentation linéaire comme d'habitude, s'obtient par un montage de réglage constitué des diodes D1, D2 du transistor T4 et du condensteur C3. On suppose maintenant qu'il n'y a aucun courant dans le conducteur a,b et qu'il n'y a pas de montage du réglage. Dans ce cas, le potentiel aux points A et g Rz montage serait trop élevé et les transistors T1 et T5 seraient toujours conducteurs. Pour éviter cela, on a prévu le transistor T4 dans le montage de réglage. Ce transistor T4 est rendu conducteur par l'intermédiaire de la résistance R9 et il décharge le condensateur C3. De ce fait la longueur de l'impulsion induite dans les enroulements secondaires IV, V augmente et aux points Al et BI on a une tension de collecteur qui rend conductrices les diodes Di, D2 et bloque les transistors T1 et T5. Si, par suite de la pré-magnétisation du tore,la tension de commande des transistors T2 et T3 est rendue asymétrique, le transistor recevant l'intensité la plus forte assure le réglage de la tension de collecteur constante. En effet, la diode correspondante, par exemple la diode DI, prend une partie du courant par la résistance R9. La résistance du transistor T4 augmente, si bien que la tension au niveau du condensateur C3 augmente et la longueur des impulsions induites est ainsi raccourcie. Cela signifie que la tension de collecteurs UC1, UC2 reste toujours faible aux points AI, Bi. Lorsqu'un transistor ,par exemple TZ reçoit tout le courant passant par la résistance R9, le transistor T3 se bloque et la tension de collecteur UC2 augmente brutalement. Le transistor T5 devient ainsi conducteur et à sa sortie B apparat le zéro logique. Le seuil de sollicitation /d/ du montage, c'est à dire le point pour lequel les deux transistors T2, T3 se bloquent, est déterminé par le choix de la résistance R9 dont la valeur dépend ainsi également du courant passant par le conducteur a,b Lorsque l'amplitude /c/ du courant du conducteur iL dépasse l'amplitude /b/ du courant de cadence à haute fréquence Ts, les deux transistors T2, T3 se bloquent. Les tensions de collecteurs UC3 et UC4 des transistors T2 et T3 aux points AI, B1 sont représentées à la figure 2. Les tensions qui sont représentées en tiertés sont engendrées par le blocage du second transistor respectif,car la magnétisation du tore n'est pas inversée lorsque l'amplitude /b/ du courant cadencé Ts est plus faible que l'amplitude /c/ du courant iL Lorsque l(amplitude /c/ du courant IL est inférieure au seuil de sollicitation /d/, aucun des deux transistors T2, 13 n'est bloqué et le dispositif d'exploitation de courant W indique un parasite par l'intermédiaire de 1 'installation d'indication ST. L'invention s'applique, en particulier, à la détection d'un signal d'alarme. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. P E V E N D I C A T I O N S 1") Procédé pour l interrogation d'un courant continu ou d:un courant alternatif basse fréquence portant une information utilisable pour des systèmes d'indication, le conducteur et le montage d:interrogation pouvant être séparés galvaniquement, procédé caractérisé en ce que le courant passant à travers le conducteur indicateur détermine,en fonction de son intensité et de sa polarisationg la magnétisation préalable d'un circuit magnétique fermé par l'intermediaire de deux enroulements Opposés prévus sur ce circuit magnétique et en ce qu'on superpose a ce courant un courant d'inversion de magnétisation de haute fréquence, par l'intermédiaire d'un autre enroulement autour de ce noyau magnétique, ce courant de haute fréquence inversant plus rapidement la magnétisation du noyau,de façon que la différence des impulsions de courant induites dans les enroulements secondaires7 opposés, du noyau, corresponde au courant de prémagnétisation, et permette ainsi de déterminer de façon univoque l'intensité et la polarité du courant traversant le conducteur indicateur. 20) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on utilise comme circuit magnétique fermé un tore magnétique. 30) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant d'inversion de magnétisation de haute fréquence est un courant rectangulaire. 4 ) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le montage d'exploitation ne doit être sollicité que pour un courant déterminé passant par le conducteur, montage caractérisé en ce qu'une demi-onde du courant alternatif basse fréquence,ou un courant continu passant dans le conducteur indicateur, commande,en fonction de sa polarité, l'un des deux transistors par l'intermédiaire des enroulements secondaires opposés prévus sur le tore et, par une diode et une résistance associées au transistor sollicité, ce dernier laisse passer tout le courant traversant la résistance, pour une certaine valeur de la tension d'entrée appliquée à son électrode d'émetteur, si bien que l'autre transistor se bloque à ce moment, la tension de collecteur de ce second transistor augmentant ainsi à une valeur rendant conducteur l'un des deux autres transistors, si bien qu'aux deux points de sortie on a un zéro logique. 50j Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ,par le dimensionnement de la résistance on règle le point de sollicitation du montage à une intensité déterminée du courant du conducteur. 60) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un montage de réglage constitué de diodes, d'un transistor, d'un condensateur et d'une résistance maintient à une valeur constante les tensions de collecteur de deux autres transistors jusqu'à ce que l'un d'eux se bloque. 70) Montage selon l'une quelconque des revendications 4 et 5,caractérisé en ce que,pour protéger la source d'alimentation du conducteur contre le court-circuit, on à prévu des résistances. 80) Montage selon l'une quelconque des revendications 4 à 6,caractérisé en ce qu'il comporte des condensateurs branchés en parallèle sur des résistances pour supprimer la tension alternative envoyée dans le conducteur par couplage des enroulements toriques. 9 ) Monrage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'indépendamment de l'intensité la tension sur le tore est égale pour les deux demi-ondes, si bien que le courant de magnétisation n'est pas influencé pour l'indication.