Brevet FR2266879A1 — publié le 19751031

La présente invention concerne d'une fanon générale la mesure d'une pression statique et, plus précisément, l'application de cette mesure à des installations de surveillance de l'atmosphère d'une enceinte. On contact à l'heure actuelle principalement deux types d' installa- tions de surveillance dtatmnsphère. le premier type d'installation comporte un certain nombre de détecteurs individuels capables d'analyser l'atno phbre ambiante et d'élaborer un signal électrique qui est envoyé à un poste central de surveillance, les détecteurs étant répartis dans l'enceinte pour surveiller l'ensemble du volume de celle-ci. Un deuxième type dtinstallation comporte un réseau de canalisations réparties dans enceinte et munies d'orifices d1échantillonnage comra- niquant avec ltatmosphère ambiante. le réseau est branché sur une d'aspiration qui maintien le réseau en dépression de façon qu'un écoulement d'air sty établisse. Un détecteur est placé en amont de la pompe pour analyser le fluide gazeux aspiré et pour engendrer un signal qui est une fonction de cette analyse. Dans les deux types d'installations, le fonctionnement peut être gravement perturbé par obstruction des orifices de prise d'air, ce qui empêche tout échange avec le milieu environnant. Dans les installations du deuxième type décrit ci-dessus, on a déjà pensé à contrôler ces défauts de fonctionnement en adjoignant au détecteur un dispositif de mesure de pression ou de débit permettant par une mesure par tout ou rien de constater si un courant d'air est présent ou non dans le réseau de canalisations. Cependant, un tel contrôle ne peut indiquer qu'un défaut de fonctionnement global de l'instaation, par exemple une panne de ia pompe d'aspiration. Si pour une cause ou une autre, par exemple par des corps étrangers ou par malveillance, l'un des orifices du réseau de canalisations est obstrué, le dispositif de contrôle connu ne déclenche aucun signal d'avertissement, puisqu'il ne réagit qu'à des absences de circulation d'air alors que ltobs- truction de l'un des orifices provoque seulement une diminution du débit du courant gazeux, diminution qui peut néanmoins fausser 11 analyse faite par le détecteur. La présente invention a pour but de fournir un dispositif de mesure de pression statique qui lorsqu'il est incorporé à une installation de surveillance du deuxième type décrit ci-dessus permet de contrôler également une obstruction partielle ou totale de l'un ou de plusieurs orifices d'échantillonnage du réseau de canalisations. Elle a donc pour objet un dispositif de mesure d'une pression statique comportant un capteur capacitif manométrique qui en étant branché dans un oscillateur, détermine la fréquence de travail de celui-ci. Cet oscillateur est couplé avec un circuit accordé dont la fréquence d'accord est celle correspondant à la fréquence de l'oscillateur pour laquelle la pression statique à une valeur prédéterminée normale. Le circuit accordé est relié k un circuit de détection et de filtrage qui fournit une tension dont la valeur est déterminée par ltécart de la pression captée par rapport à la valeur prédéterminée. D'autres caractéristiques de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple - la Fig. 1 est un schéma électrique d'un dispositif de mesure de pression suivant l'invention; - la Fig. 2 montre un schéma très simplifié d'une installation de surveillance de l'atmosphère dans une enceinte. En se référant tout d'abord à la Fig. 1, on voit que le dispositif de mesure suivant l'invention comporte un capteur de pression capacitif 1 dont l'une des armatures la est constituée par une membrane manométrique soumise à la pression à mesurer et dont l'autre armature 1b est formée par une plaque fixe placée près de la membrane manométrique. Le condensateur ainsi formé est connecté à une première inductance 2 dont l'une des bornes est reliée à la membrane 1a et à la masse par l'intermédiaire d'un fil de masse 3. L'autre borne de l'inductance 2 est connectée à la plaque fixe lb. La valeur du condensateur 1 est variable en fonction de la position de la membrane la par rapport à la plaque fixe lb. L'inductance 2 comporte deux prises 2a et 2b reliées respectivement à un condensateur 4 et à l'émetteur d'un transistor oscillateur 5. La base et le collecteur de ce transistor 5 sont reliés ltun à l'autre à travers une résistance 6, le collecteur étant branché à un fil d'alimentation 7 à travers une résistance 8. le fil 7 est connecté à une source de tension positive convenable (non représentée), par l'intermédiaire d'une borne 9. L'inductance 2 est couplée magnétiquement à une deuxième inductance 10 montée en parallèle à un condensateur 11, ensemble étant relié au fil de masse 3 et constituant un circuit accordé. L'inductance 10 comporte une prise médiane 10a qui est reiiée à l'anode d'une diode redresseuse ou de détection 12 dont la cathode est connectée à un filtre 13 constitué par un condensateur 14 et une résistance 15 en parallèle, qui sont reliés par ailleurs au fil de masse 3. La cathode de la diode 12 est connectée également à la base d'un transistor 16 dont le pareours collecteur-émetteur est branché dans un diviseur de tension formé par des résistances 17, 18 et 19 et connecté entre les fils d'aiimentation 3 et 7. L'émetteur du transistor 16 est relié à la base d'un autre transistor 20 dont la base et ltémetteur sont respectivement reliés aux bornes de la résistance 18. le collecteur de ce transistor est connecté au fil d'alimentation Y par une résistance 21 et également à une diode de Zener 22. Cette dernière est connectée à une résistance 23 et à la base d'un transistor 24, la résistance 23 et 11 émetteur de ce transistor 24 étant par ailleurs reliés au fil 3. Dans le circuit collecteur-émetteur du transistor 24 est connectée la bobine 25 d'un relais de signalisation 26 normalement au repos et muni d'un contact de fermeture 27. Ce contact peut ere relié dans un circuit extérieur (non représenté) pour former un signal exploitable en tant que signalisation, d'une façon connue en soi. le fonctionnement est le suivant : le transistor 5 et ses composants associés formant ensemble un oscillateur à couplage d'émetteur qui normalement oscille à une fréquence relativement élevée dont la valeur est déterminée principalement par la capacité du condensateur 1. le circuit accordé 10, ll est accordé à cette fréquence et fournit donc normalement sa tension maximale. Bien entendu, la fréquence de ltoscillateur est une fonction de la capacité du condensateur 1. La tension du circuit accordé 10,1l est détectée par la diode 12, passée à travers le filtre 13 et amplifiée par les transistors 16 et 20. Normalerentss la tension maximale du circuit accordé 10, lu correspond à une faible valeur de la tension de collecteur du transistor 20 qui est alors conducteur. le transistor 24 est bloqué, la tension à sa base étant inférieure à celle de la tension de seuil de la diode de Zener 22. la bobine 25 du relais 26 n'est donc pas excitée. par contre, si la fréquence de ltoscillateur s'éloigne dans un sens ou dans l'autre de la fréquence d'accord du circuit accordé 10,11 la tension détectée par la diode 13 descend à une valeur faible de sorte que la tension du collecteur du transistor 20 remonte à une valeur élevée. Cette tension dépassant la valeur de seuil du diode de Zener 22, le transistor 24 devient conducteur et la bobine 25 est excitée. le contact 27 se ferme pour déclencher un signal d'avertissement. Le dispositif que l'on vient de décrire présente l'avantage de pouvoir détecter de très faibles variations de la pression, la sensibilité de la détection dépendant en particulier du facteur de qualité du circuit accordé 10, 1l. Sur la Fig. 2, on a représenté, une installation de surveillance de l'atmosphère d'une enceinte comportant le dispositif de mesure de la Fig. 1. Cette installation surveille l'atmosphère dans une enceinte E, par l'intermédiaire d 'un réseau de canalisations dont une seule est représentée en 28. Les canalisations présentent des orifices dtéchantillonnage 29 à travers lesquels le gaz contenu dans l'enceinte peut pénétrer dans la canalisation. le réseau est connecté à un détecteur 30 connu en soi capable de mesurer un ou plusieurs paramètres du gaz contenu dans enceinte (température, composition, teneur en poussières etc.). Le détecteur 30 est relié à son tour à une pompe d'aspiration 31 qui maintient en permanence une dépression dans le réseau de canalisations 28. L'extrémité 32 de ce réseau opposée au détecteur 30 est connectée à un ensemble manométrique 33 qui comporte une membrane 1a jouant le rôle d'armature de condensateur. L'autre armature 1b est constituée par la plaque lb placée près de l'ensemble manomêtrique 33, le condensateur 1 étant relié à un circuit imprimé 34 qui contient les composants décrits ci-dessus à propos de la Fig. 1. Lorsque tous les orifices 29 du réseau de canalisations 28 sont convenablement ouverts, la pompe 31 établit une dépression d'une certaine valeur à l'extrémité 32 qui correspond à une valeur de la fréquence de l'oscil- lateur 5 qui est la fréquence d'accord du circuit accordé 10, 1l. Si un ou plusieurs orifices 29 se bouchent, la variation de perméabilité locale du réseau de canalisations 28 qui en résulte ne se traduit pas par une variation notable du débit total de la pompe 31, car les orifices 29 non obstrués ont tendance à augmenter leur débit du fait de l'augmentation de pression due à l'orifice obstrué, compte tenu des caractéris tiques du réseau et de la pompe. Par conséquent, à l'extrémité 32 du réseau, la pression statique représente la perméabilité du réseau et une variation de cette pression statique due à une obstruction d'un ou de plusieurs orifices 29 peut donc déclencher un signal d'avertissement de la manière indiquée ci-dessus à propos de la Fig. 1. I1 est à noter que le dispositif de mesure ne comporte qu'un seul dispositif à seuil (diode de Zener 22) qui permet, dans l'exemple décrit, de déclencher le signal d'avertissement aussi bien pour une augmentation de la pression statique dans ltextrmité 32 donc une obstruction d'un ou de plusieurs orifices du réseau que pour une diminution de pression provoquée par exemple par une panne de la pompe 31. Enfin, il est également possible d'obtenir une mesure continue de la pression statique à l'aide du dispositif suivant l'invention en prévoyant un indieateur convenable sensible à la tension formée par le circuit accordé lOalLe REVENDICATIONS 1 - Dispositif de surveillance de la valeur d'unie presion statique devant etre maintenue à une valeur prédéterminée, connu portant un capteur de pression, un circuit oscillateur et un circuit oscillant qui est raccordé à un circuit de détection et de filtrage pour transforrer la valeur de la pression en une tension électrique, et à des moyens pour engendrer un signal d'avertissement, caractérisé en ce que ledit oscillateur (5) comprend un circuit oscillant à fréquence variable (Il, 2) dont la fréquence est déterminée par ledit capteur capacitif de pression (1) eten ce que ledit circuit oscillant (10, 11) est à iréquence fixe et accordé sur la fréquence que fournit cet oscillateur lorsque le capteur détecte ladite valeur de pros sion prédéterminée. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit oscillant à fréquence fixe est connecté par 1' intermédiaire dudit circuit da détection et de filtrage, à un circuit à seuil (22) capable de déclencher un signal d1avertissement (24, 26), lorsque l'écart entre la pression mesurée par ledit capteur ('1) et ladite valeur de pression prédéterminée dépasse unecertaine va'leur. 3 - Dispositif suivant la revendication 2caractérisé en ce que ledit dispositif à seuil est une diode de Zener (22) et les dlts moyens pour engendrer un signal d'avertissement comprennent un transistor (24) dans le circuit de base duquel est insérée La diode de Zener et dont le circuit émetteur-collecteur est monté en série avec une bobine de relais (25) commandant un contact de travail (27). 4 - Installation de surveillance de l'atmosphère d'une enceinte caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif suivant l1une quelconque des revendications I à 3, un réseau de canalisations (28) dans lesquelles sont percées des orifices d'entrée (29) et une pompe d'aspiration (31) connectée à travers un détecteur au dit ré scau, ladite pompe (31) et ledit capteur (1) étant montés aux extrémités opposées dudit réseau de canalisations.