Brevet FR2242736A1 — publié le 19750328

La présente invention concerne un avertisseur d'incendie à ionisation, avec au moins une chambre d'ionisation contenant une préparation radioactive et communiquant avec l'atmosphère extérieure, chambre à laquelle sont reliés un condensateur et un interrupteur avec une valeur de seuil prédéterminée. On connaît déjà par le brevet américain -3 462 752 un avertisseur d'incendie à ionisation dans lequel une chambre d' ionisation et un condensateur sont montés en série et un générateur d'impulsions est raccordé par l'intermédiaire d'un interrupteur à la ligne de a jonction entre la chambre d' ionisation et le condensateur. L'interrupteur est fermé périodiquement au rythme de la fréquence fixe de répétition des impulsions et provoque la-décharge du condensateur dont la quantité de charge sert à commander le circuit d'un transistor. S'il y a de la fumée ou de la poussière dans la chambre d'ionisation, le courant d'ionisation diminue en conséquence, de sorte que le condensateur de charge de ladite chambre ne se charge que lentement. Si la charge accumulée dans ce condensateur est transmise au transistor par 1' interrupteur, ce Courant ne suffit plus pour rendre passant le transistor et la tension augmente alors dans un second condensateur et actionne un autre circuit de commande qui déclenche un signal d'alarme. Dans ce montage, on utilise comme interrupteur entre le générateur d'impulsions un relais et il en résulte des courants de fuite qui prennent une importance considérable étant donné les faibles courants d'ionisation. Du point de vue de la technique des circuits, ce dispositif ne peut être étalonné que très difficilement, car on ne peut introduire de grandeurs de référence correspondant a' une chambre, d' ioniaation exempte de fumées L'invention a donc pour objet de réaliser un avertisseur d'incendie à ionisation du type précité qui puisse, sans instruments de mesure supplémentaires, donner directement une indication précise sur la concentration de fumée et soit en outre étalonnable avec exactitude.De plus, l'appareil selon l'invention doit avoir une performance et une fiabilité supérieures à celles des avertisseurs d'incendie à ionisation traditionnels et, én particulier, il doit pouvoir être contrôlé à partir d'un poste d'observation. A cet effet, dans l'avertisseur selon l'invention, le courant de la chambre d'ionisation, valeur analogique, est transformé en une succession d'impulsions, valeur numérique, dont la fréquence est comparée avec celle-prédéterminée d' impulsions de référence produites par un générateur qui est synchronisé par les impulsions de décharge et déclenche un signal d'alarme en cas de non synchronisation. L'avantage de 1appareil selon l'invention réside dans le fait qu'il s'y produit une transformation analogiquenumérique du courant de la chambre d'ionisation et, par conséquent, du courant du condensateur en une sérié d'impulsions de fréquence variable. Cette série d'impulsions de fréquence variable est comparée à une série d'impulsions de fréquence fixe. Un écart entre les deux fréquences déclenche un signal monté en aval. La transformation analogique-numérique peut être effectuée, par exemple, par un interrupteur réagissant à une valeur de seuil et ce, de telle façon que lorsqu'une tension prédéterminée est atteinte dans un condensateur monté en série avec la chambre d'ionisation, ledit interrupteur envoie une impulsion et simultanément le condensateur se décharge, de sorte qu'un nouveau cycle peut commencer. Un transformateur d'impédance est intercalé entre le condensateur et l'interrupteur à valeur de seuil afin de pouvoir amplifier les courants très faibles de la chambre d' ionisation. Lorsqu'on utilise pour ce transformateur d'impédance un transistor à effet de champ combiné à un transistor de commutation, cette combinaison peut servir simultanément à la décharge nécessaire du condensateur. Le résultat de la transformation analogique-numérique du courant de la chambre d'ionisation en une suite d'impulsions de fréquence variable peut avantageusement être introduit dans un compteur, de sorte que les impulsions sont comptées. L' avertisseur d'incendie peut alors être réglé de façon que 1' alarme ne soit donnée que lorsque la fréquence variable diffère de la fréquence normale d'un nombre minimal d'impulsions. Ceci empêche, par exemple, que la fumée d'une cigarette soufflée par quelqu'un dans l'avertisseur déclenche nu signal. tes impulsions résultant de la transformation analogique numérique sont envoyées à la fois à une lampe-témoin et, pour synchronisation, à un générateur d'impulsions à fréquence fixe. Dans une forme d'exécution plus élaborée, on peut, pour le contrôle du fonctionnement, appliquer une tension supérieure à la tension de fonctionnement, ce qui peut être fait à partir d'un point éloi-gné, une centrale de détection, par exemple. Il est possible alors de faire fonctionner, à partir de la centrale, tous les avertisseurs d'une Sême boucle et d'effectuer ainsi un contrôle de fonctionnement. Un autre avantage de l'appareil selon l'invention réside dans le fait que, par suite du courant très faible de la chambre d'ionisation, le problème résultant de la nécessité de résistances d'isolement élevées y est résolu de façon satisfaisante. Sur le parcours entre le générateur d'impulsions, l'interrupteur, et la chambre d'ionisation, se trouve le circuit porte-source d'un transistor à effet de champ, dont la résistance dans le sens de non-conduction est d'environ 1014 ohms. La résistance d'isolement sur cette partie du circuit est donc plus élevée d'au moins deux puissance dix que celle de la chambre d'ionisation. Un autre avantage consiste en ce que la décharge directe du condensateur peut être signalée à l'aide d'un système indicateur, par exemple, une lampe. A chaque décharge du condensateur, la lampe s'allume, de sorte que l'intervalle entre les clignotements de la lampe fournit une indication de la concentration de fumée. De ce fait, l'appareil selon l'invention peut être utilisé sur place pour une indication individuelle directe ; il. peut aussi être contrôlé par des profanes Lorsqu'un appareil.fonctionne correctement, la lampe clignote environ toutes les 4 secondes. On peut donc en mesurant à l'aide d'un chronomètre le temps nécessaire à dix clignotements successifs contrôler le bon fonctionnement d'un avertisseur. L'intervalle entre deux clignotements successifs est une grandeur directement proportionnelle au courant qui circule dans la chambre d'ionisation. Il est donc possible en mesurant simplement le temps de clignotement, d'adapter l' avertisseur de façon optimale aux conditions de l'environnement. Â mesure que la densité de fumée augmente, le temps de clignote ) menitevient plus long et on peut, en agissant sur le sélecteur de sensibilité qui se trouve sur la face arrière de l'appareil, réduire en conséquence le temps de clignotemenz. De toute facon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de cet avertisseur Ligure 1 est un schéma de principe d5un avertisseur selon l'invention Figure 2 montre, traduite en oscillogrammes, la tension dans la chambre d'ionisation lors d'une modification de l'in- tensité du courant dans ladite chambre, et la tension du générateur d'impulsions de référence Figure 3 représente un avertisseur selon l'invention avec son câblage complet. tes figures 1 et 2 illustrent la transformation analogique-numérique du courant de la chambre d'ionisation en une succession d'impulsions à fréquence variable. On peut voir à la figure 1 une chambre d'ionisation 1 contenant une préparation radioactive et un condensateur 2, montés en série. Le circuit porte-source d'un transistor à effet de champ 5 est relié au condensateur 2 et sert de ttansformateur d'impédance. Ce transistor à effet de champ 5 commande l'interrupteur à valeur de seuil 4 et celui-ci commande le transistor 6. Ce transistor 6 décharge le condensateur 2 par le circuit porte-source du transistor à effet de champ 5. En même temps, l'interrupteur 4 commande un générateur d'impulsions de référence. Lorsque la chambre d'ionisation est exempte de fumée ou de poussière, il se produit une suite d'impulsions comme celle de l'oscillogramme c à la figure 2. Lorsqu'il y a de la fumée dans la chambre d'ionisation 1, le courant dans cette chambre diminue en fonction de la densité de la fumée, la résistance y augmente et le condensateur 2 se charge plus lentement. Il se passe donc davantage de temps avant que la tension du condensateur atteigne de nouveau sa valeur de seuil, à laquelle le générateur d'impulsions déclenche une nouvelle impulsion. En conséquence, la fréquence des impulsions devient plus faible, comme le montre ltoscillogramme d. Les oscillogrammes a et b montrent la tension de référence correspondante, provenant du générateur d'impulsions de référence.Chaque fois que la tension du condensateur atteint sa valeur maximale, la tension de référence atteint une valeur fixe. Si la fréquence des impulsions de l'interrupteur 4 diminue, la tension de référence continue à augmenter et atteint un point dit "de déclenchement", ou tension de déclenchement. Dans ce cas, un organe monté en aval déclenche un signal. Une autre forme d'exécution de l'avertisseur selon l'invention est représenté àla figure 3. Cet avertisseur fonctionne avec une seule chambre d'ionisation. Les transistors T2 et PUT, en combinaison avec cette chambre d'ionisation IC, servent de convertisseur analogue-numerique. te condensateur Cl est chargé par le courant qui circule dans la chambre d'ionisation. Ti est un transistor à effet de champ qui constitue un transformateur d'impédance, tandis que les transistors T2 et PUT constituent un interrupteur à valeur de seuil réglable à l'aide de PI. Lorsque la tension au condensateur C1 atteint une valeur prédéterminée par PI, le transistor PUT devient passant un court moment, le transistor T2 devient passant et, par le circuit porte-source du transistor à effet de champ Ti, décharge le condensateur Ct Une nouvelle période commence alors. Entant donné que le courant circulant dans la chambre d'ionisation est proportionnel à la concentration de fumée dans la dite chambre, l'intervalle entre deux impulsions de décharge à l'émetteur du transistor T2 est aussi directement proportionnel à la concentration de la fumée, ce qui revient à dire que le courant circulant dans la chambre d'ionisation, valeur analogique, est transformé en une fréquence d'impulsions, valeur numérique. il faut maintenant comparer l'intervalle entre les impulsions successives à une valeur prédéterminée. Ceci s'effectue au moyen d'un générateur d'impulsions synchronisé représenté par Thi et UJT. La durée des impulsions de référence est prédéterminée par P2, R17 et C6. la synchronisation est assurée par la diode D6 et ThI de telle façon que tant que la fréquence d'impulsions provenant de T2 est supérieure à la fréquence produite par UJT, avant d'atteindre le point ou UJT devient passant, la charge du condensateur C6 est évacuée par ThI. La décharge s'effectue en passant par la lampe-témom SIED, ctest-à-dire que lorsque l'air ambiant est exempt de fumée, cette lape s'allume à peu près toutes les quatre secondes, à la fréquence provenant du convertisseur analogique-numérique.Une augmentation de la concentration de fumée produit donc une augmentation de l'intervalle entre les impulsions, jusqu'au moment où cet intervalle est supérieur à la durée des impulsions produites par le générateur d' impulsions de référence UJT. Â ce moment-là, UJT devient passant et la charge du condensateur C6 s'écoule par UJT et R20. L'impulsion ainsi produite est transmise par C7 et R23 à la porte de Th2 et ce thyristor entre alors en action. te relais d'alarme Relia est alors excité et le contact commutateur a est actionné. Le courant traversantle relais Rel.h se répartit entre R25, D4 et SIED. La lampe-témoin LED est alors alimentée. Pour ramener l'avertisseur à son état initial, il faut interrompre un court instant la tension de service appliquée au point 7. Le transistor T3 sert à stabiliser la tension de service. Le relais indicateur de dérangement Rel.S est relié à la tension stailisée.torsque la tension augmente, le contact mobile s change de position et relie les fiches 6 et 9. Ces raccordements peuvent être utilisés pour une signalisation des dérangements.Lorsque cette signalisation est branchée de façon qu'une tension positive soit appliquée à la fiche 2, si la tension d'alimentation appliquée en 7/8/10 vient à manquer ou si le transistor de stabilisation T3 est en dérangement, cette tension positive arrive, par suite de la retombée du relais Rel.S à la lampe-témoin LED en passant par le contact mobile s et R27, signalant ainsi que 1' avertisseur est en dérangement. Grâce au sélecteur SW, on peut donner au seuil d' intervention de PU trois valeurs différentes, ce qui permet de modifier en conséquence la durée d'impulsion du convertisseur analogique-numérique. Il est donc possible de modifier par paliers la sensibilité de l'avertisseur. Une tension positive Beut être appliquée à la borne 5, par exemple une tension de 24 volts fournie par la centrale. Le seuil d'intervention du convertisseur analogique-numérique est alors fixé par la diode D2 à une valeur si élevée que la durée d'impulsion est de toute façon supérieure à la durée d'impulsion de référence et que l'avertisseur entre en action. On peut donc, à partir de la centrale, déclencher la fonction d'alarme de l'avertisseur. Le dispositif selon l'invention peut aussi être utilisé avec une chambre dosimétrique. REVENDICsTIONS 1. - sertisseur d'incendie à ionisation, avec au moins une chambre d'ionisation contenant une préparation radioactive et communiquant avec l'atmosphère extérieure, chambre à laquelle sont reliés un condensateur et un interrupteur fonctionnant à une valeur de seuil prédéterminée, caractérisé en ce que le courant de la chambre d'ionisation, valeur analogique, est transformé en une succession d'impulsions, valeur numérique, dont la fréquence est comparée avec celle prédéterminée d'impulsions de référence produites par un générateur qui est synchronisé par les impulsions de décharge et déclenche un signal d'alarme en cas de non synchronisation. 2. - Avertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un transformateur d'impédance est intercalé entre le condensateur et l'interrupteur à valeur de seuil. 3. - Avertisseur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la décharge directe du condensateur peut être signalée à l'aide d'un système indicateur, par exemple, une lampe-témoin. 4. - Avertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour le contrôle de son bon fonctionnement, on peut lui appliquer une tension supérieure à sa tension de fonctionnement.