Brevet FR2289981A1 — publié le 19760528

La présente invention concerne de façon générale les circuits commandés par un paramètre, et plus précisément un tel circuit qui peut être utilisé par exemple dans les hôpitaux et analogues, pour l'indication du départ d'un malade de son lit dthtpital. L'un des accidents hospitaliers les plus courants est db au fait qu'un malade slextrait d'un lit d'hôpital et se blesse, par exemple en tombant ou en trébuchant. En particulier, cet accident se produit souvent lorsqu'un malade est trop faible pour marcher sans aide et tente cependant délibérément de s'extraire de son lit. Il peut aussi arriver que le malade ne soit pas totalement conscient de ses actes pour une raison ou pour une autre. Le départ d'un malade d'un lit d'hôpital provoque la disparition d'une pression (poids) sur le lit. En conséquence, le circuit de l'invention est commandé par une variation de paramètre qui est plus précisément un changement de pression. Bien qu'on ait mis au point divers dispositifs destinés à la détection de la présence ou de 11 absence d'une pression, il faut noter que, dans un hôpital, il est peu souhaitable qu'un lit soit relié à une source d'énergie électrique. Il existe-non seulement un problème psychologi- que lorsque le lit lui-même est relié à une source d'énergie, mais aussi un danger de choc lorsque des liquides sont répandus sur le lit. En conséquence, lorsqu'un courant doit étre transmis au lit, celui-ci doit etre très faible. Cependant, lors de l'utilisation d'un dispositif à pile ou batterie incorporée, la durée utile est très courte lorsque la pile ou la batterie fonctionne constamment. L'invention concerne un circuit électronique commandé par un paramètre et qui ne consomme normalement qu'un courant très faible. Elle concerne aussi un-circuit d'alarme pour lit d'h#pital qui indique le départ d'un malade d'un lit. Le circuit est autonome et il est commandé par un changement d'un paramètre physique, par exemple par la présence ou ltabsence d'une pression. Plus précisément, l'invention concerne un circuit commandé par un paramètre et destiné à indiquer le départ d'un malade d'un lit ou analogue, par création d'un signal de sortie suivant l'ouverture d'un commutateur, ce circuit comprenant un transistor à effet de champ qui a une source, un drain et une grille, cette dernière étant destinée à transmettre uniquement un courant très faible de polarisation du transistor à ltétat non conducteur, un circuit de sortie monté entre la source et le drain et qui ne. fonctionne pas normalement, et un commutateur normalement fermé, relié à la grille du transistor, ce commutateur, une fois ouvert, permettant la circulation du courant de la source au drain et dans le circuit de sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel ~- la figure 1 est un circuit électrique d'un mode de réalisation de circuit sensible à un paramètre selon l'invention - la figure 2 représente schématiquement un second mode de réalisation de l'invention -- la figure 3 représente schématiquement un circuit d'alarme qui peut être utilisé avec le circuit sensible à un paramètre selon l'invention ; et - la figure 4 est un circuit électrique permettant la transmission à distance d'un signal d'alarme. La figure 1 représente un transistor à effet de champ 10 ayant une source, un drain et une grille. Un commutateur normalement fermé 12, ayant un plongeur 14, est relié à la grille du transistor 10. La connexion du commutateur 12 et de la grille est reliée par la résistance 16 à la masse, et la source est reliée à la masse par une résistance 18. Un transistor 20 a sa base reliée par une résistance 22 à la source du transistor 10. L'émetteur du transistor 20 est relié par une résistance 24 à la masse. Un dispositif 26 de signalisation est monté entre le collecteur du transistor 20 et le drain dû transistor 10. Une source de tension, par exemple de -9 V, sous forme d'une petite pile sèche, est reliée à un côté d'un commutateur normalement fermé 28. L'autre côté du commutateur 28 est relié à un pale d'un commutateur bipolaire 30 à deux directions qui joue le rle d'un interrupteur. L'autre côté du commutateur 30 est relié au commutateur 12. L'autre p81e du commutateur 30 est relié à une source de tension de +9 V, par exemple sous forme d'une pile sèche, ainsi qu'au drain du transistor 10. Deux piles sèches séparées sont préférables pour des raisons indiquées dans la suite. Lors de l'utilisation du circuit de la figure 1, par exemple avec un lit d'hôpital, il est important que seul un très faible courant soit présent de manière que les deux piles ne soient pas épuisées. Comme la détermination à réaliser doit porter sur le départ d'un malade de son lit, le commutateur 12 ayant un plongeur 14 peut être un commutateur du type fabriqué par Packard Electric of Ohio, ayant la référence 82A5A-1216876 et qui est un commutateur manosensible. Ainsi, la pression ou le poids exercé sur le commutateur équivaut à l'enfoncement et à la libération du plongeur 14 comme représenté schématiquement sur la figure 1. Lorsque l'interrupteur ou commutateur 30 est fermé, le courant provenant de la pile à -9 V peut passer dans le commutateur 12 jusqutà la grille du transistor 10 puis dans la résistance 16 jusqu a la masse. Le commutateur 12 est du type normalement fermé, c'est-à-dire que le plongeur 14 est normalement enfoncé. Lors de l'utilisation d'un commutateur manosensible, cette condition correspond à la présence d'un malade dans un lit d'hôpital. Dans ces conditions, aucun courant en pratique ne circule dans la partie du circuit qui comprend le commutateur 12. La chute de tension élevée aux bornes de la résistance 16, apparaissant à la grille du transistor 10, polarise la jonction source-drain du transistor à effet de champ à l état de non-conduction. Après le départ du malade du lit, correspondant à la libération du plongeur 14 du commutateur 12, le circuit est ouvert si bien que la tension n'est plus appliquée à la grille du transistor 10. A ce moment, le courant provenant de la pile à +9 V passe par un pôle du commutateur 30 et du drain à la source du transistor 10. Ce courant provoque la conduction du transistor 20 si bien que le courant peut passer de la pile à 49 V dans le dispositif 26 de signalisation qui crée un signal de sortie. Lorsque le malade revient dans son lit et que son poids enfonce le plongeur 14 du commutateur manosensible, la partie de signalisation du circuit cesse de fonctionner. Un condensateur éventuel 32 monté aux bornes de la résistance 16 assure un certain retard. Ainsi, lorsque le malade quitte le lit, la tension de la grille du transistor 10 tombe lorsque le condensateur se décharge. Lorsque celuici est déchargé, le transistor à effet de champ conduit si bien que le signal peut être transmis. Le rôle du condensateur éventuel 32 qu'on a représenté relié par des traits interrompus, est d'empêcher une indication immédiate lorsque le malade se déplace temporairement en s'éloignant du commutateur, lorsqu'il bouge sur son lit. Le commutateur 28 d'essai à bouton-poussoir est un commutateur normalement fermé qui peut être ouvert de façon délibérée pour la vérification du fonctionnement du circuit. Ainsi, l'ouverture du commutateur 28 équivaut à l'ouverture du commutateur 12. il faut noter que la partie du circuit allant de la pile +9 V au transistor à effet de champ et à l'oscillateur jusqu'à la masse ne consomme pas normalement d'énergie électrique. Ainsi, aucun courant ne circule dans cette partie du circuit car le transistor à effet de champ est polarisé à l'état non conducteur. Le courant qui circule dans la partie du circuit partant de la pile à -9 V et passant par le commutateur 12 est très faible étant donné la valeur élevée de la résistance 16. Cependant, comme il existe quand même un courant très faible, il est toujours possible que la pile -9 V s'épuise. Cependant, le circuit selon l'invention présente la caractéristique supplémentaire que, lorsque la pile -9 V n'est plus sunfisamment chargée, l'effet de ce phénomène est le même que celui de l'ouverture du commutateur 12. Ainsi, la tension à la grille du transistor 10 est supprimée et un signal est transmis. Dans une variante selon l'invention, comme représenté sur la figure 2, un thyristor triode à blocage inverse 34 a sa cathode mise à la masse et son anode reliée à un côté d'un commutateur 36 à bouton-poussoir, normalement fermé. Le mode de réalisation de la figure 2 remplace la partie du circuit de la figure 1 qui est représentée dans le rectangle 37 en trait interrompu, qui comprend le transistor 20 et la résistance 24. Ainsi, la grille du thyristor est reliée à la résistance 22 et le côté du commutateur 36 qui n'est pas relié au thyristor est évidemment relié au circuit 26 de signalisation. La propriété caractéristique de ce mode de réalisation repose sur la caractéristique d'un thyristor triode à blocage inverse selon laquelle, une fois qu'il conduit, le courant doit être réellement supprimé entre l'anode et la cathode, la suppression du signal de la grille n'étant pas suffisante. De cette manière, le signal alarme doit être délibérément supprimé par réarmement du commutateur 36. La figure 3 représente un premier mode de réalisation de circuit d'alarme. Celui-ci peut être utilisé comme dispositif 26 pour la création d'un signal d'alarme au niveau du lit dth3pital. Le circuit d'alarme acoustique de la figure 3, monté entre le drain du transistor 10 et la pile +9 V d'un côté et le commutateur 36 de la figure 2 ou le transistor 20 de la figure 1, de l'autre côté, comprend un transistor 38 à effet de champ qui est normalement polarisé à l'état non conducteur et dont la source est reliée à un circuit diviseur de tension comprenant deux résistances 40 et 42. La connexion de ces deux résistances est reliée à la base d'un transistor 44. L'émetteur de ce dernier est relié au circuit principal des figures 1 ou 2 et le collecteur 44 est relié à un côté d'un haut-parleur 46. L'autre côté de ce dernier est relié au drain du transistor 38. Le circuit d'alarme de la figure 3 comprend aussi une résistance 48 destinée à polariser la grille du transistor 38, et un condensateur 50 reliant la grille du transistor 38 au circuit des figures 1 ou 2 et un second condensateur 52 monté aux bornes de la résistance 48 et du condensateur 50 qui sont montés en série. Lors du fonctionnement, lorsque le malade quitte le lit et supprime la polarisation du transistor 10, la conduction du transistor 20 (ou du thyristor 34), comme décrit précédemment, permet la passage du courant dans le circuit d'alarme de la figure 3. Ce courant supprime la polarsation du transistor 38 assurée normalement par la chute de tension aux bornes de la résistance 48, et le circuit diviseur de tension formé par les résistances 40 et 42 provoque la conduction du transistor 44 qui transmet le courant au haut-parleur 46. Les condensateurs et les résistances forment un circuit résonnant qui permet la transmission du signal d'alarme au haut-parleur 46. Comme les signaux d'alarme provenant du voisinage du lit d'un malade peuvent effrayer les malades ou créer une perturbation quelconque, notamment le soir, un autre mode de réalisation-de l'invention concerne la transmission d'un signal d'alarme à distance, par exemple à un bureau dsin- fii#mière. La figure 4 représente un tel circuit qui peut être utilisé à la place du circuit 26 de signalisation. Le circuit de la figure 4 comprend un oscillateur unijonction classique destiné à moduler la fréquence d'un émetteur à haute fréquence. Cet oscillateur comprend un transistor 54 à effet de champ dont 1D source est reliée par une résistance 56 au circuit des figures 1 ou 2 et qui est normalement polarisée à l'état non conducteur par une tension créée aux bornes d'une résistance 58, entre une pile +9 V et la grille. Lorsque le transistor 20 de la figure 1 ou le thyristor 34 de la figure 2 conduit, le courant circule dans la résistance 58 et provoque la conduction du transistor 54.Ce circuit fonctionne de la meme manière qu'un oscillateur Colpits et module la fréquence d'émission d'un émetteur qui comprend un circuit diviseur de tension comportant des résistances 60 et 62 dont la connexion est reliée à la base d'un transistor 64. L'émetteur du transistor 64 est relié par une résistance 66 et un condensateur 68 montés en parallèle au circuit de la figure 1, le collecteur étant relié au circuit parallèle Le comprenant une self 70 et un condensateur variable 72. L'émetteur de la figure 4 fonctionne de manière classique. Ainsi, l'invention concerne un circuit générateur de signaux de sortie, sensible à un changement de paramètre, et plus précisément un changement de pression. Le signal de sortie peut provoquer la transmission d'un signal d'alarme à l1e:nplacement du commutateur ou à distance, à l'aide d'un émetteur à haute fréquence qui transmet un signal. Le circuit est commandé par des piles et ne consomme pratiquement aucun courant lorsque le malade est dans un lit, si bien que les piles ont une grande durée utile. Diverses variantes peuvent étre apportées dans le cadre de l'invention. Par exemple, le dispositif de signalisation peut comprendre une lampe ou un autre dispositif bien connu. De plus, le commutateur manosensible 12 peut entré remplacé par d'autres commutateurs, par exemple sensibles à la présence ou à l'absence d'humidité. Dans ce cas, le circuit peut détecter le moment où un malade répand des liquides dans son lit, et il peut étre utilisé pour la détection de la présence ou de l'absence d'un fluide circulant dans un tube utilisé pour les perfusions. Dans le mode de réalisation de la figure1, le transistor 10 à effet de champ est du type 2N5653 et le transistor 20 du type NPN-2N4400. La résistance 16 a une valeur de 15 Mn, les résistances 18 et 20 ont des valeurs de 10 kn et 4,7 kn respectivement, et le condensateur 32 a une valeur de 0,22p-F pour un retard de 2 s. Sur la figure 2, le thyristor 34 est du type 2N5060. Les valeurs des composants du circuit de signalisation de la figure 3 sont les suivantes. Le transistor 38 est du type 2N4871, le transistor 44 du type 2N4400, les résistances 40, 42 et 48 ont des valeurs de 470 n, 4 700 n et 6,8 kn respectivement, et les condensateurs 50 et 51 ont des valeurs de 0,1 et 100,#F respectivement. Sur la figure 4, le transistor 54 est du type MU4894, le transistor 64 du type 2N3294, les résistances 56, 58, 60. 62 et 66 ont respectivement des valeurs de 47 kn, 500 kn, 33 kn, 10 kn et 1 kn, le condensateur 68 a une valeur de 10 pF et le condensateur variable 72 a une capacité qui peut varier entre 1,5 et 7 pF, permettant un fonctionnement convenable. Il est bien entendu que l'invention nta été décrite et représentée que titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre, qu est défini dans les revendications annexées, REVENDICATIONS 1. Circuit commandé par un paramètre et destiné à indiquer le départ d'un malade d'un lit ou analogue, par création d'un signal de sortie par ouverture d'un commutateur, caractérisé en ce qu'il comprend un transistor à effet de champ ayant une source, un drain et une grille, cette dernière ne transmettant qu'un courant très faible assurant la polarisation du transistor à l'état non conducteur, un circuit de sortie monté entre la source et le drain et ne fonctionnant pas normalement, et un commutateur normalement fermé relié à la grille du transistor à effet de champ et destiné à être ouvert de manière qu'il permette la circulation du courant de la source au drain et dans le circuit de sortie. 2. Circuit selon la revendication i, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un dispositif relié à la grille et destiné à retarder la création d'un signal de sortie. 3. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un second commutateur destiné à permettre la vérification du fonctionnement du circuit. 4. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de sortie comprend un oscillateur #ui est rendu non conducteur par le courant très faible de grille. 5 Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de sortie comprend de plus un transistor qui ne conduit pas normalement et qui est rendu conducteur par un courant qui circule de la source au drain. 6. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de sortie comprend de plus un émetteur relié à l'oscillateur. 7. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de sortie comprend de plus un thyristor triode à blocage inverse qui est rendu conducteur par le courant allant de la source au drain. 8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième commutateur destiné à commander l'arrêt de la conduction du thyristor. 9. Circuit selon la revendication I, caractérisé en ce que le commutateur est de type-manosensible. 10. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de sortie comprend un dispositif acoustique d'alarme.