Brevet FR2270733A1 — publié le 19751205

La présente invention est relative à un module sensible à une modification d'lm champ magnétique et concerne plus particulièrement un tel module dans une application au domaine de la circulation routière. Dans le domaine vaste touchant à la circulation et plus particulièrement à la circulation routière, la détection des véhicules, la transmission d'informations concernant le trafic ou la signali sation ainsi que des consignes à faire parvenir aux conducteurs ont fait l'objet d'études qui ont permis la réalisation de certains équipements. Dans le cadre plus étroit de la détection des véhicules, on a ainsi développé des dispositifs capables de déceler la modification apportée par un véhicule, au champ magnétique terrestre, et également celle apportée à un champ magnétique pouvant être établi par le dispositif lui-même. Un capteur de ce genre peut consister en une boucle, implantée dans la chaussée et comprenant un circuit accordé constituant un des bras d'un pont alimenté en courant alternatif qui est déséquilibré par la masse métallique d1un véhicule passant dans le champ magnétique créé par la boucle. Un capteur de ce genre apparait toutefois assez difficile à régler, il occupe une surface relativement importante au sol et peut être difficilement installé à bord d'un véhicule. Suivant l'invention, on se propose de réaliser un module comportant L-aL émetteur de champ magnétique et un récepteur sensible à une -modification de ce champ magnétique cu sensible directement à un chapmagnétique extérieurs utilisable soit à bord d'un véhicule, soit à un poste fixe par exemple sur ou à proximité d'une voie de circulation parcourue par des véhicules dont on veut détecter la pré- sence. suivant l'invention, 11 émetteur crée dans une zone limitée dite de sensibilité autour du module qui le comprend, un champ magnétique dont les lignes de force sont modifiées par une masse métallique située à proximité dans la zone de sensibilité. lie récepteur comporte un circuit sensible aux lignes de force dans un champ magnétique extérieur ou aux lignes de force modifiées du champ créé par l'émetteur; ce circuit délivre de la sorte un signal fonction du champ magnétique capté. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit d'un exemple de réalisation d'un module, donné à l'aide des figures qui représentent - la figure 1, un module suivant l'invention; - la figure 2, des courbes représentatives des signaux en différents points de la figure 1 - la figure 3, le champ magnétique créé et modifié, - et la figure 4, un exemple de réalisation schématique d'un module. Le module suivant la figure 1 comporte ainsi que cela a été déjà signalé une partie émission l et une partie réception 2. lia partie émission 1 est constituée par un enroulement 10 placé autour d'un bâtonnet 11 en un matériau magnétique. Cet ensemble constitue le circuit accordé d'un auto-oscillateur 12 dont il fixe la fréquence. Ce circuit 12 est connecté à un circuit 13 de déclenchement dont la borne d'entrée 17 reçoit un signal de commande extérieur. La partie réception 2 du module comporte un enroulement 14 constituant un circuit accordé, connecté à un amplificateur 140 dont une sortie est connectée à un circuit à seuil 141 relié à un circuit basculeur 142 du genre monostable. Ce-circuit 142 est connecté à uneborne extérieure 16. L'amplificateur 140 est également connecté à l'émetteur d'un élément semi-conducteur 144 dont le collecteur est relié à la borne positive d'une source d'alimentation et la base à une borne de commande 15. Cet élément 144 à semi-conducteur est également connecté au circuit à seuil 141 et au circuit basculeur 142. Un potentiomètre 143 permet de règler le seuil du circuit 141. Le fonctionnement du module suivant l'invention dont les éléments constitutifs viennent d'être décrits, est le suivant, donné à l'aide de la figure 2 représentant une série de courbes imageant les signaux présents en certains points des circuits et de la figure 3 montrant l'allure du champ magnétique créé et modifié par une masse métallique étrangère. B'appLication à la borne 17 d'un signal de commande tel que l'impulsion de la ligne 20 de la figure 2, declenche le circuit 13 qui peut être un monostable délivrant l'impulsion 210, (ligne 21) agissant sur le circuit 12 qui oscille et alimentela bobine 10 avec un train d'onde telle que figuré courbe 22. lie courant passant dans l'enroulement de la bobine 10 crée un flux magnétique dans le bâtonnet 1-: qui produit à son tour un champ magnétique orienté autour du module dont les lignes de force sont représentées figure 3 en traits points. Ce champ magnétique est généralement limité, définissant autour du module une zone dite de sensibilité.Cette zone est également définie dans le temps, suivant la durée de fonctionnement du monostable 13 déclenchant llauto-oscillateur 12. Il apparait, sans qu'il soit besoin de donner dlautres explications que la présence d'un véhicule, c'est-à-dire d'une masse métallique M (figure 3) dans la zone de sensibilité du module qui a été ainsi créée, modifie les lignes de force du champ magnétique produit par la bâtonnet 11. Une ligne de force ainsi modifiée est montrée en trait continu. Cette modification d'un champ magnétique peut être détectée, par exemple par un récepteur tel-que celui qui a été décrit. lie signal qui sera délivré par ce récepteur, est fonction de la présence du véhicule perturbateur du champ émis dans la zone de sensibilité du module. lie récepteur 2 comporte une bobine 14 constituant un circuit accordé, bobine qui est mobile autour d'un axe 18. D'une façon générale, et par hypothèse, les axes des bobines d'émission et de réception du module sont perpsndiculaires l'un par rapport à l'autre de sorte qu'en l'absence de toute masse métallique perturbatrice dans la zone de sensibilité du module, le champ créé par la bobine 10 n'induit aucun courant dates la bobine 14. Toutefois cette propriété risque de ne pas être vérifiée dans la réalité car la câblage lui-même du récepteur et de l'émetteur du module, et certains composants, peuvent créer des perturbations du champ à l'émis- sion qui de ce fait sont détectables par le récepteur.On a intro duit, pour pallier cet inconvénient dans le récepteur un circuit 141 à seuil réglable par 143 qui établit le niveau maximum des signaux détectés en l'absence de tout véhicule perturbateur à proximité du module. Ce niveau maximum est déterminé par celui minimum que l'on obtient en faisant tourner la bobine 14 autour de son axe 18. Lorsqusune masse métallique, un véhicule par exemple, pénêtre et se trouve dans la zone de sensibilité du module, les lignes de force du champ magnétique créé par la bobine 10 sont modifiées (figure D) et en supposant que le récepteur est en état de fonctionnement, déterminé par un signal appliqué à la borne 15 (courbe 23) qui rend le transistor 144 conducteur et alimente les composants actifs, ces lignes de force induisent dans la bobine 14 une force électro motrice(T.e,m. ) déterminant un niveau de signaux supérieur à celui obtenu lors du réglage préliminaire. Ces signaux sont amplifiés dans l'amplificateur 140 et dans la cas due la présence d'un véhicule, dépassent le seuil établi en 141 par le potentiomètre 143. La courbe 25 rend compte de cet état de choses, le signal 250 étant montré dépassant le niveau de seuil 143.La courbe 24, montre elle-, la position du signal minimum240 dû au couplage, à l'état de repos de l'émetteur et du récepteur. La partie du signal 250 dépassant le seuil déclenche le circuit 142 monostable et le signal 270 visible sur la courbe 27, qui est délivré sur la borne 16 est caractéristique de la détection d'un véhicule présent dans la zone de sensibilité du module. La courbe 26, indique le signal nul en 16 quand il n'y a pas de véhicule présent dans la zone de sensibilité du module. Dans ce qui précède on a donné le fonctionnement du module suivant l'invention dans son rôle de détecteur de présence d'un véhicule à un endroit où le module est installé et où le champ magnétique créé précisément par lui est perturbé par le véhicule. Dans ce cas, le récepteur et I'iraetteur du module fonctionnent tous deux. Dans le cas de la détection, ainsi le module est placé sur la route à surveiller ; il peut y etre enterré. Dans une denses réalisations, visible figure 4, le module se présente sous la forme d'un boîtier métallique allongé 40 de faible largeur, portant à une de ses extrémités, la bobine d'émission 10 par exemple un doublet d'axe parallèle à celui du boîtier. Les circuits décrits dans la partie émission 1 (Fig 1) sont rassemblés dans la partie 41 du boîtier. A l'autre extrémité du boîtier se trouve la bobine 14 de réception orientable autour de son axe par une vis de réglage 42. lies circuits de la partie émission 2 (Fig 1) sont rassemblés dans la partie 43 du boîtier. Un tel boîtier est enterré à une distance de l'ordre de 1Ocm au dessous de la chaussée. il est possible dans le cadre de l'invention de faire fonctionner un module partiellement, c'est-à-dire de le faire fonctionner uniquement en émetteur et uniquement en récepteur, leur implantation dans ce cas étant différente. On peut en effet utiliser l'émetteur seul pour transmettre une information qui sera délivrée sous la forme d'un train d'impulsions codé par exemple. La borne 17 sera soumise à un train d'impulsions de déclenchement, telles le train visible sur la courbe 28. te monostable 13 sollicité-par les impulsions 280, 281, etc ... déclen chera lui-même l'auto-oscillateur 12 suivant un certain rythme équivalent au codage désiré (courbe 29) et la bobine 10 produira un champ magnétique modulé en conséquence qui traduira l'information à transmettre. Dans ces conditions si le module comporte sa partie récepteur, celle-ci peut être bloquée par action sur le transistor 144. Pour recueillir une telle information, un récepteur du type décrit pour le module, avec émetteur bloqué ou sans émetteur et récepteur bloqué en position ouverte avec sa borne 15 alimentée peut être monté sur un véhicule de sorte que lors de son passage dans la zone de sensibilité de l'émetteur, sa bobine 14 soit sollicitée par le champ magnétique créé. Le fonctionnement de ce récepteur sera le même que celui déjà décrit. Le seuil 143 sera soit le même que celui déjà donné soit différent pour tenir compte de champs magnétiques pa rasiteede plus faible intensité qui pourraient agir dans la zone de sensibilité de l'émetteur. En 16 on-recueille alors des signaux traduisant les variations du champ magnétique émis, et partant l'in formation que l'on voulait transmettre. il apparaît évident que le récepteur du module monté sur un véhicule et fonctionnant donc en capteur, peut être déclenché par des champs magnétiques créés par d'autres dispositifs que l'émetteur qui a été décrit pour le module. On a ainsi décrit un module comportant un émetteur et un récepteur sensible aux variations d'un champ magnétique, pouvant être créé par l'émetteur lui-même et son utilisation dans le cadre de la circulation routière , soit pour détecter la présence de véhicules dans des zones déterminées, soit pour transmettre à des véhicules des informations. REVEiDI CATIONS 1. Module sensible à une modification d'un champ magnétique, comprenant un émetteur et un récepteur, caractérisé par le fait que l'émetteur déclenché par un signal extérieur de commande établit autour de lui un champ magnétique orienté, que le récepteur comporte des moyens sensibles à un champ magnétique différent de celui créé par l'émetteur ou modifié par rapport à celui-ci et le champ ainsi dé tecté par le récepteur étant porteur d'une information. 2. Module suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'émetteur est constitué par un circuit auto-oscillant (12) connecté à une bobine (10)enroulée autour d'un bâtonnet (11) en un matériau magnétique,émetteur qui déclenché par un signal de commande (17) crée un champ magnétique orienté dans une zone limitée autour de lui appelée zone de sensibilité. 3. Module suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le récepteur comporte une bobine accordable (14) mobile autour d'un axe (18) et sensible à un champ magnétique dans laquelle elle se trouve et qui y induit une force électromotrice, un amplificateur (140) connecté à cette bobine et un circuit (141) à seuil ré- glable (143) dont la sortie détermine l'information dont était porteur le champ magnétique détecté. 4. Module suivant l'une des revendications 1 ou 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'au repos les bobines d'émission (10) et de réception (14) accordées sur une même fréquence ont leurs axes orientés l'un par rapport à l'autre de façon que le champ émis n'ait pas d'influence sur la bobine de réception ou que cette influence soit minimale1 le niveau de la force électroinotrice induite dans ce cas dans la bobine réceptrice ne dépassant pas celui établit (145) pour le circuit à seuil (141). 5. Module suivant l'une quelconque dés revendications 1 ou 2 ou 3 ou 4, caractérisé par le fait que la présence d'une masse métallique (M) dans la zone de sensibilité du module perturbe les lignes de force du champ magnétique qui y est établit, perturDation qui est détectable par le récepteur (2) du module, par induction d'un f,e.n. dans la bobine (14) de réception, puis délivrance d'un signal d'un niveau supérieur au seuil (143), ce signal déclenchant un circuit (142) du genre monostable dont la sortie (16) recueille une information de la présence de la masse métallique (M) dans la zone de sensibilité du module. 6. Module suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'émetteur (1) est déclenché par un signal codé support d'une information à transmettre. 7. Module suivant l'une des revendications 1 ou 7, caractérisé par le fait que le récepteur (2) détecte tout champ magnétique dans lequel il se trouve après réglage éventuel de ltorientation de sa bobine, I1 information véhiculée par ce champ apparaissant à la sortie (16) dudit récepteur. 8. Module suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 6 ou 7, caractérisé par le fait que le module installé à bord d'un véhicule capte le champmagnétique modulé émis par un module fixe, au moment du passage du véhicule porteur dans la zone de sensibilité du module fixe. 9. Nodule suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le récepteur (2) comporte un élément actif (144) commandé par une borne extérieure (15) permettant suivant les cas, sa mise en fonctionnement ou son blocage. 10. Système détecteur de la présence d'un véhicule dans une zone dite de sensibilité conformément à l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5. 11. Système de transmission d'informations entre postes fixes et postes mobiles, conformément à l'une quelconque des revendications 1, 2, 3-, 6, 7, 8 ou 9.