Brevet FR2312076A1 — publié le 19761217

La présente invention concerne un dispositif sensible à l'élevation de la température permettant de détecter un début d'incendie, Jusqu'à présent on connaissait de nombreux détecteurs d'incendie dont les plus courants reposent sur le principe des chambres à ionisation. Ces détecteurs utilisent des sources radioactives destinées à ioniser l'air ambiant, la présence ou l'absence de particules lourdes de fumées crée une différence d'ionisation Cette ioni sation provoque une variation de la conductibilité de l'air placé entre deus électrodes polarisées sur un champ électrique. Les variations de ce champ électrique sont appliquées à un tran sistor à effet d,e champ de haute impédance qui les amplifie et les transforme en signaux exploitables sur un tableau de visualisation. Teus ces jetecteurs comportent de nombreux inconvénients et notamment une source radioactive du type émetteur alpha, toujours difficile à manipuler aussi bien dans la fa brication que dans le stockage - ils sont semsibles à la variation de la pollution de l'environnement créant des phénomenes d'ionisation perturbateurs; - ils comportent un circuit de grande amplification qui les rendent dépendant de la qualité des composants électroniques de ce circuit, ils sont sujets aux fausses alertes en enregistrant toutes les fluctuations électriques des chambres d t ionisation quelles que soit leu#s origines. La détection d'un début d'incendie par l'enregistrement de l'élevation de température qu'il provoque permet d'obvier à ces inconvénients dans ils large mesure. @e dispositif objet du présent brevet, concerne un détecteur thermique muni d'un enregistreur dont les caractéristiques électriques contribuent à pallier à ces inconvénients. Le détecteur thermique comporte : - un olement sensible qui peut être soit une thermistance, soit une silistance ou sensistor, cette dernière substance étant constituée par un barreau de silicium doré. La résistance électrique de ces éléments variant proportionnellement avec l'élevation de la température; - un circuit électronique reposant sur l'utilisation d'une seule thermistance dont on a augmenté la sensibilité et ].a fiabilité par l'adaptation d'un amnîlficateur diffé- rentiel - un enregistrement de l'information reposant sur l'utilisation de la mesure de la vitesse d'écha.uffement du capeur.Cette mesure étant nlu.s connue par les spécia- listes sous le nom de thermovélocimétrique; - une mémorisation du "bruit de fond" de la cellule de détection permettant ensuite de l'éliminer électriquement Le dispositif objet du présent brevet comporte de nombreux avantages et notamment - un capteur de détection d'incendie non-toxique et hautement manipulable, - un dispositif de détection insensible à la pollution d'origine chimique, - une thermistance à temps de réponse permettant d'éliminer dens une large mesure les alertes intempestives dues à une élevation de température de caractère aléatoire, - un @mplificateur différentiel à effet de champ connecté d'une part directement sur le détecteur et d'autre part sur un circuit transistor-résistance-capacité permettant ainsi de differencier le signal du capteur de son bruit de fond, - une mémorisation du bruit de fond réalisée par l'adapta tion d'un circuit capacité résistance connecté à l'une des branches du transistor à effet de chsmp. Ce circuit qui est complété par une diode antiretour maintient en mémoire la valeur du bruit de fond électrique de la thermistance, - un enregistrement réalisé à l'aide d'un comparateur fonctionnant comme un amplificateur du signal. La comparaison est obtenue d'une part, par le signal issue de l'élément sencible du détecteur et d'autre part ,ner a valeur du signal du bruit de fond stocké dans la mémoire.L'enregistrement est arrr cié par l'élevation de température à l'aide d'une thermistance, eu fonction du-temps, - une sécurité contre les coupures et les courts circuits, celle-ci est réalisée par le montage qui délivre un signal lors que le "trigger" ou le "comparateur amplificateur" reçoit une information correspondant à une anomalie d'alimentation. L'invention sera mieux comprise grace au dessin annexé qui n'est donné qu'à titre- indicatif et non limitatif. En se reportant à la- planche unique représentant le schéma du montage du détecteur on trouve le capteur de température S1 constitué soit d'une thermistance soit d'une silistanceO Ce capteur est adapté sur un circuit de base d'un transistor équilibré par les shunts R1, R2, R3 alimenté par du courant basse tension. Sur la branche centrale du pont on a connecte m transistor T1 qui joue le rôle d'adaptateur de courant à un circuit diffé- rentiel. Lorsque le détecter fonctionne, il est glacé sous 1'effet d'une tension électrique continue branchée aux bornes de 1 et 2, un microcourant peut être drdecte' et amplifié par le circuit d'a@plificateur differentiel constitué par les transistors à effet de champ T2 et T3. Le transi@t@r T2 est soumis directement aux variations de courant traversant R3 et d@nc directement proportaionnel à la variation de résistance de S1. Le transistor T3 reçoit la même infom@tion que T2 mais au travers du circuit capacité résistance Ci R5 T3 situé apres la diode Rntl retour D1. Les valeurs de T3, R5 et C1 sont calculés en fonction des caractéristiques de S1 de manière à ce que T3 ne soit traversé que par le courant continu correspondant au bruit de fond de S1. Les transistors T2 et T3 isolés du pôle positif par R6 et R7 et du pôle négatif par R jouent le rôle d'amplificateur du signal de Si Cette amplification reste d'autant plus importante que le rapport signal de détection sur signal du bruit de fond est grand. Un dernier étage d'amplificateur est constitué par le comparateur A1 qui utilise la différence des courants traverses par R6 et R7 pour alimenter le voyant lumineux L1. Ce dernier est isolé du pôle moins par la diode D2. FONCTIONNEMENT Lorsque le circuit est équilibré et que la thermistance ne détecte rien, le courant détecté par T1 et reçu par T3 correspond à la voleur des fluctuations dues au bruit de fond | électrique -lc la thermistance. La valeur de ce courant est stocké sur le circuit TD, R5,C1 bloqué par la diode anti-retour D1. Le transistor T2 perçoit ce signal électrique mais conserve a valeur que par suite de l'absençe d'un circuit de mémorisa- tion. Dès nue lo thermistance perçoit une élevetion de température importante correspondant à une détection, son impédance diminue déséquilibrant le circuit. Ce dernier étant sous tension, il apparaît une fluctuation de courant dans la branche de R1 S1 détectée par T1 et amplifiée. Le courant traversant R2 R3 est appliqué d'une part à T2 directement et d'autre part à T3 par l'intermédiaire de D1 et du circuit T3, R5, C1. Le circuit T3, R5, C1 joue le rôle de circuit mémoire, qui possède une certaine constante de temps. Il va s'en suivre que T3 ne va recevoir l'information issue de la détection qu'après un temys qui peut être par exemple de 15 mn à 30 mn suivant la valeur de C1. Les transistors à effet de champ T2 et T3 vont être alimentés n différentiel pour la durée de la détection. De plus, T3 ne recevra jamais l'impulsion électrique de détection ; en effet, T1 est branché en inverseur.de courant sur le circuit diode D1. En conséquence seule la valeur de la détection électrique perçue sera appliquée à l'amplificateur A1. Cet amplificateur comparateur A1 va transformer les signaux issus de T2 les comparer à la valeur mémorisée et appliquée à T3 et alimenter le voyant L1. La diode D2 commandée par A1 permet de déclencher l'alarme pour un niveau donné. En outre quel que soit le bruit de fond de la thermis tance aucun réglage ne sera nécessaire pour assurer le fonc tionnement du détecteur. De plus, lorsque le circuit ne pourra plus s'équilibrer Ipar suite de coupure ou d'un court circuit, le déséquilibre des transistors T22 T3 vont alimenter le comparateur A1 et provoquer une alarme. tEVENDICATIONS. 1/ - Dispositif permettant de détecter un début d'incendie par l'élévation de température qu'il produit sur une thermistance elle-même branchée sur un circuit de résistances caractérisé par le fait qu'il comporte une thermistance quelconque connectée sur la base d'un transistor lui-même placé sous une tension électrique, le déséquilibre de ce pont peut-tre soit mémorisé sur un circuit capa cité-résistance-r qu 1nsistor soit appliqué directement sur un circuit d'amplificateurXexploite ensuite les informations électriques issues de ces deux circuits les amplifie et alimente un signal d'alarme quelconque. 2/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de détection d'incendie est une thermistance dont la résistance varie proportionnellement avec l'élevation de température. 3/ - Dispositif selon les revendications 1à2 caractérisé par le fait que le.moyen de détecter le déséquilibre électrique de la thermistance est un transistor amorçable alimenté sous basse tension. 4/ - Dispositif selon les revendications i à 3, caractérisé par le fait que le moyen de détecter la variation de l'impédance de la thermistance est un transistor à jonction. 5/ - Dispositif selon les revendications 1 à 4, prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que l'on mémorise lecourant résiduel produit par l'évolution de la thermistance et indépendant d'une élévation de température provoquée par un incendie, au moyen d'une diode branchée sur la base d'un transistor à effet de champ à haute impédance , la diode reçoit en parallèle un circuit capacité résistance pouvant stocker des informations électriques pendant une durée déterminée. 6/ - Dispositif selon les revendications 1 à 6 prises dans leur ensemble caractérisé par le fait que le signal électrique d'alerte est détecté et amplifié au moyen d'un transistor à effet de champ dont a base est directement branchée sur la thermistance. 7/ - Dispositif selon les revendications 1 à 5 prises dans leur ensemble caractérisé par le fait que le courant électrique rési duel du bruit de fond de la thermistance est stocké au moyen d'un transistor à effet de champ de haute impédance dont la base est raccordée au circuit de la thermistance par une diode branchée sur un circuit capacité résistance placé en parallèle. - - Dispositif selon les revendications 1,5,6,7, prises dans leur ensemble caractérisé par le fait que la détection des signaux t issu des transistors à effet de champ ulise's pour capter le bruit de fond mémorisé et le signal de détection d'incendie s'effectue au moyen d'un amplificateur comparateur électronique fonctionnant en différentiel et branché sur les deux transistors à effet de champ de détection. 9/ - Dispositif selon la revendication $, caractérisé par le fait que le moyen d'amorcer le circuit de visual-isation est une diode co mandée. 10/ - Dispositif selon les revendications i à 9 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que l'alimentation électrique du dé tecteur se fait au moyen d'un générateur électrique basse tension. 11/ - Dispositif selon les revendications i à 10 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que un court-circuit , sur les composants discrets ou l'absence d'un détecteur sur le circuit génère un signal qui est détecté au moyen de transistors à effet de champ connectés sur l'amplificateur comparateur.