Brevet FR2245032A1 — publié le 19750418

La présente invention concerne un appareil de detection de mélange gazeux explosifs La détention de mélanges gazeux explosifs est un prcbleme de plus en plus grave a cause de ltaugmenta- tion croissante de l'utilisation de gaz à des fins domestiques et industrieiles, ainsi que de l'utilisation d'autres produits volatils, tels que des essences, des résines synthétiques, dont le passage å ltétat de gaz ou de vapeur peut créer des atmos phères explosives. La présente invention a pour but de créer un appareil de construction simple et de fonctionnement sûr pour déceler la présence de composants inflammables dans une atmosphère contenant de ltoxygèneO A cet effet, l'invention concerne un appareil de détection de mélanges gazeux explosifs, caractérisé en ce qu'il se compose d'un élément sensible aux composants combustibles et ayant une résistance électrique variable, en fonction de la proportion des composants combustibles dans le mélange, cet élément étant branché dans un demi-pont de Wheatstone dont la branche médiane commande un dispositif d'affichage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ltélément sensible est un catalyseur solide tel que de la mousse de platine, dont la résistance électrique varie en fonction de sa température, avec une enceinte anti-déflagrante. On obtient ainsi un détecteur extrêmement sensible qui permet de déceler la présence de fractions extrême- ment réduites de gaz combustibles. La sensibilité de l'appareil qu'il est possible de réaliser est bien supérieure à la détection par l'odorat qui pourtant permet la détection de fractions infinitésimales de gaz Suivant une autre caractéristique, l'appareil comprend une chambre de détection permettant une circulation de gaz en provenance de ltextérieur de la chambre, la seconde résistance (R) du pont et l'élément sensible (S) venant en saillie dans a chambre de détection, la chaleur dégagée par la résistance (R) provoquant une circulation forcée du mélange gazeux à contrôler. Gracie a cette circulation forcee, l'appareil peut détecter ia présente gaz dès les premiers instants d'une fuite avant que la teneur ne devienne dangereuse, notamment dans le cas de gaz plus lourds que l'air. La presente invention sera décrite plus en détail a l'aide d'un mode de réalisation representé schématiquemeni dans les dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 représente un schéma électrique d'un montage, selon l'invention - La figure 2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un appareil de détection - La figure 3 est une vue en coupe d'un élément sensible. Selon la figure 1, l'appareil de détection se compose d'un élément sensible S, de résistance variable, formant avec la résistance R, un demi-pont d'équilibreO La jonction entre l'élément sensible S et la résistance R, est reliée à un potentiomètre P dont le curseur est relié à la gâchette du thyristor TH placé en série avec la charge A. La charge constitue le dispositif d'affichage. Cette charge A peut autre un appareil enregistreur ou un appareil avertisseur optique ou sonore. Le dispositif décrit ci-dessus est alimenté par une batterie ou-a partir du secteur. Dans le cas d'une alimentation par le secteur, on a un pont redresseur à diodes D, alimenté par le secondaire d'un transformateur T dont le primaire est branché sur la source d'alimentation alternative par l'intermédiaire d'un interrupteur I et d'un fusible F. Cetté alimentation peut comporter un voyant N indiquant que l'appareil est branché. L'élement sensible S à résistance variable est un catalyseur, tel qu'une mousse de platine qui, en présence de gaz combustibles, favorise la combustion du gaz et s'échauffe. L'échauffement provoque une variation de résistance électrique de cet élément sensible S, ce qui déséquilibre le demiupont et déclenche le thyristor TH permettant l'alimentation de la charge A. Etant donné le montage du thyristor TH, la charge A reste branchée en continu. Ce n'est que lorsque l'utilisateur ouvre l'alimentation de l'ensemble de l'appareil et fait disparaître le courant a travers la charge A et le thyristor TH que celuivoi se bloque de nouveau. L'appareil peut alors, de nouveau, fonctionner en détecteur, La figure 2 est une vue en perspective d'un appareil détecteur mettant en oeuvre le schéma électrique de la figure 1. L'appareil se compose d'un boltier 1 subdivisé en un compartiment dc détection 2 et un compartiment d'exploitation 3. Le compartiment de détention 2 est muni, dans sa partie inférieure et dans sa partie supérieure de deux ouvertures 4, éventuellement fermées par une grille, mais permettant le passage de gaz et d'air. L'élément sensible S vient en saillie dans la chambre-2, pour être lèché par le mélange gazeux traversant cette chambre. La résistance R est également placée dans cette chambre de détention 2. Cela permet les échanges calorifiques entre la résistance et le mélange gazeux assurant ainsi le maintien de la résistance R a une température d'qui libre constante. Le dégagement de chaleur de la résistance R favorise le balayage de la chambre 2 par le mélange gazeux ambiant. La chambre d'exploitation 3 contient les autres éléments électroniques et electriques. La plaquette de circuit imprimé 5 porte une partie du schéma électronique de la figure 1. La description des divers éléments qui s'y trouvent ne sera reprise. Le transformateur T est également placé dans la chambre d'exploitation 3 en étant fixé, de préférence sur une paroi extérieure du boîtier 1 pour faciliter les échanges thermiques, Cette chambre 3 est munie d'une entre 6 assurant l'aération. La charge A se trouve, en général, à l'extérieur du boîtier 1. Elle est reliée électriquement au circuit contenu pians la chambre 2, comme cela est representé schématiquement à la figure t. La figure 3 est une vue en coupe d'un élément sensible S. Cet elément S se ccmpose d'un corps 7 ayant un culot fileté 8 et un filament 9 constituant le catalyseur. Ce filament qui est par exemple, de la mousse de platine, est- prot6gè contre les endommagements mécaniques par une jupe perforé 10. Cette jupe st elle-meme entourée d'une gaine 11 perméable aux gaz et constitue une enceinte dite "déflagrante". Cette gaine est, par exemple, un tissu métalliques un grillage treks fin, etc.. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant On fixe 11 appareil dans la zone à surveiller, par exemple une cuisine, un atelier, etc... où il y a des sources de gaz ou de vapeur susceptibles de former des-mélangen explosifs. L'appareil reste branché en continu et une fraction du mélange gazeux à contrer passe dans la chambre 2 sous l'effet de la circulation forcée créée par la chaleur dégagée de a résistance R. Ce mélange gazeux leche l'élément sensible S dont la température varie en fonction de la teneur du me lange en produit combustible. Dès que cette teneur dépasse un seuil fixé par le réglage du potentiometre P, le thyristor TH se débloque et permet l'alimentation de la charge A. La sonnerie ou 9 de fagon générale, le dispositif d'avertissement se mettent alors en oeuvre. Comme l'élément sensible S est entouré d'une protection antidéflagrante, il ne risque pas de provoquer une explosion.En effet, la combustion du mélange combustible qui se produit dans l'enceinte anti-déflagrante consomme l'oxygène dans cette enceinte si bien que la combustion s'arrête. il ne peut donc y avoir un emballement de la combustion aboutissant à une explosion. Toutefois, dans le cas d'un appareil alimenté par piles, il peut Entre intéressant d'avoir un fonctionnement discontinu, c'est-àudire une mise en oeuvre cyclique de l'6le'.ment sensible S, pour réduire la consommation en courant. L'appareil de detection de mélanges gazeux détonnants peut s'utiliser non seulement pour la détection des fuites de gaz domestique, mais egalement dans des installations industrielles pour controler toute atmosphère qui peut devenir dangereuse. Suivant une variante non representée, l'invention concerne également un dispositif de détection portatif, dans lequel l'alimentation sur le secteur est remplacée par une pile. Dans ce dispositif portatif, l'élément sensible S peut être fixé à l'ensemble ou constituer un élément distinct qui se fixe à une tige, etc.... Suivant une variante non representée, on peut remplacer la deteetion a' seuil assurée par le montage (S,R,P,TH, A) par une détection continue de la variation de la résistance du détecteur S. Suivant une autre variante, on peut également combiner la détection continue et la détection a seuil pour avertir l'utilisateur et éviter tout dépassement d'un seuil dangereux. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus decrits et representés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de lfinvention. REVENDICATIONS 1 Appareil de détection de me langes gazeux explosifs, caracterise en ce qu'il se compose d'un élément sensible (S) aux composants combustibles, et ayant une résistance électrique variable, en fonction de la proportion des composants combustibles dans le mélange, cet élément étant branché dans un demi-pont de Wheatstone (S, R) dont la branche médiane (P) commande un dispositif d'affichage (TH, A). 20) Appareil de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément sensible (S) est un~catalyseur solide dont la résistance électrique varie en fonction de sa tempe rature. 3 ) Appareil de détection selon la revendication 2, caractérise en ce que le catalyseur est de la mousse de platine. 40) Appareil de détection selon l'une quelconquedes revendications l à 3, caractérisé en ce que le point de jonction de l'élément sensible (S) et de la résistance (R) du demi-pont (S, R) est relie à un potentiomètre (P) dont le curseur commande la gâchette d'un thyristor (TH) en série avec la charge (A). 50) Appareil de détection selon l'une quelconque des revendications t à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un montage d'alimentation à partir du secteur, comprenant un transformateur (T) et un pont redresseur (D) suivi d'un élément de lissage (C). 60)Appareil de détection, selon l'une quelconque des revendications t à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de détection (2) permettant une circulation de gaz en provenance de l'extérieur de la chambre, la seconde résistance (R) du pont et ltélémen$ sensible (S) venant en saillie dans la chambre de détection (2), la chaleur dégagée par la résistance (R) provoquant une circulation forcée e du mélange gazeux à contrer. 7s) Appareil de détection selon l'une quelconque des revendications t à 6, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage (THS A) est choisi dans le groupe formé par des dispositifs d'affichage continu, des dispositifs d'affichage à seuil, des alarmes sonores, des alarmes optiques. 80j Appareil de détection selon l'une quelconque des revendications de 1 à 7, caracterise en ce que l'élément sensible (S) se compose d'un corps a culot filete (8) et d'un filament (9) constituant le catalyseur, le filament étant entouré d'une enceinte (10, 11) assurant la protection mécanique du filament et criant une protection antidéflagrante.